UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA · 2017. 8. 18. · universidad nacional de loja facultad de la...
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA FACULTAD DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA COMUNICACIÓN CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS TÍTULO LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO, COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN EL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 – 2017. LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS. AUTOR William Rodrigo Calderón Cartuche DIRECTORA Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc. LOJA – ECUADOR 2017 Tesis previa a la obtención del grado de Licenciado en Ciencias de la Educación, mención: Físico Matemáticas.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
FACULTAD DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA
COMUNICACIÓN
CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS
TÍTULO
LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE
LABORATORIO, COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN
EL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS
ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO
GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA
PROVINCIA DE LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 –
2017. LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS.
AUTOR
William Rodrigo Calderón Cartuche
DIRECTORA
Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc.
LOJA – ECUADOR
2017
Tesis previa a la obtención del
grado de Licenciado en Ciencias
de la Educación, mención: Físico
Matemáticas.
ii
CERTIFICACIÓN
Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc.
DOCENTE DE LA FACULTAD DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA
COMUNICACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA.
CERTIFICA
Haber dirigido, asesorado, revisado, orientado con pertinencia y rigurosidad
científica en todas sus partes, en concordancia con el mandato del Art. 139 del
Reglamento de Régimen Académico de la Universidad Nacional de Loja, el
desarrollo de la Tesis de Licenciatura en Ciencias de la Educación, mención Físico
Matemáticas, intitulada: LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS
PRÁCTICOS DE LABORATORIO, COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN
EN EL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS
ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO GENERAL
UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL
ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO
2016 – 2017. LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS., de autoría del señor egresado
William Rodrigo Calderón Cartuche. En consecuencia, el informe reúne los
requisitos formales y reglamentarios, autorizo su presentación y sustentación ante
el tribunal de grado que se designe para el efecto.
Loja, 15 de marzo de 2017
_______________________
Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc.
DIRECTORA DE TESIS
iii
AUTORÍA
Yo, William Rodrigo Calderón Cartuche, declaro ser autor del presente trabajo de
tesis y eximo expresamente a la Universidad Nacional de Loja y a sus
representantes jurídicos, de posibles reclamos o acciones legales, por el contenido
de la misma.
Adicionalmente acepto y autorizo a la Universidad Nacional de Loja, la publicación
de mi tesis en el Repositorio Institucional – Biblioteca Virtual.
Autor: William Rodrigo Calderón Cartuche
Firma: ………………………………………..
Cédula: 1104825474
Fecha: Loja, 10 de agosto de 2017
iv
CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DEL AUTOR PARA LA
CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL, Y PUBLICACIÓN
ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO.
Yo, William Rodrigo Calderón Cartuche, declaro ser autor de la tesis intitulada: LA
IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO,
COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN EL PROCESO ENSEÑANZA
APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE
BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE
LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 – 2017. LINEAMIENTOS
ALTERNATIVOS., como requisito para optar al grado de Licenciado en Ciencias
de la Educación, mención: Físico Matemáticas, autorizo al Sistema Bibliotecario de
la Universidad Nacional de Loja para que, con fines académicos, muestre al mundo
la producción intelectual de la Universidad, a través de la visibilidad de su contenido
de la siguiente manera en el Repositorio Digital Institucional.
Los usuarios puedan consultar el contenido de este trabajo en el RDI, en las redes
de información del país y del exterior, con los cuales tenga convenio la Universidad.
La Universidad Nacional de Loja, no se responsabiliza por el plagio o copia de la
tesis que realice un tercero.
Para constancia de esta autorización, en la ciudad de Loja, a los catorce días del
mes de agosto del dos mil diecisiete, firme el autor.
Firma:…………………………………..
Autor: William Rodrigo Calderón Cartuche
Cédula: 1104825474
Dirección: Loja, cantón Saraguro; Calles: Azuay y Luis Fernando Saraguro
Correo electrónico: [email protected]
Teléfono: 2200557 Celular: 0939658523
DATOS COMPLEMENTARIOS
Directora de tesis: Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc.
Tribunal de grado
PRESIDENTA Ing. Ana Lucia Colala Troya Mg. Sc.
PRIMER VOCAL Dra. Flor Noemí Celi Carrión Mg. Sc.
SEGUNDO VOCAL Dr. Luis Guillermo Salinas Villavicencio Mg. Sc.
v
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento primeramente a Dios, a mi familia por su apoyo incondicional
para poder cumplir mis objetivos, por sus sabios consejos, que supieron inculcarme
los valores de humildad y perseverancia.
Mi sincero agradecimiento a la Universidad Nacional de Loja: a la Facultad de la
Educación, el Arte y la Comunicación, a los docentes de la carrera de Físico
Matemáticas, por orientarme en todo mi proceso formativo y haberme brindado la
oportunidad de mejorar mi formación profesional.
A las autoridades, docentes y estudiantes del primer año de Bachillerato General
Unificado de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ por toda
su colaboración en la realización del presente trabajo de investigación.
A la Dra. Rosario del Csine Zaruma Hidalgo. Mg. Sc., Directora de Tesis, por
haberme dedicado su tiempo en orientarme durante todo el proceso de
investigación.
El autor
vi
DEDICATORIA
El presente trabajo investigativo está dedicado a Dios por guiarme en todos mis
años de estudio
A mis queridos padres, quienes me brindaron su apoyo incondicional para poder
alcanzar mi meta, quienes con su ejemplo han hecho de mí una persona con
valores para poder desenvolverme como: esposo, padre y profesional.
A mi hija Arlet, quien es la razón e inspiración para culminar mis estudios.
A mi esposa Odalis, quien ha sido mi soporte para seguir adelante, formando parte
de momentos de alegría, tristeza y dificultades que se presentaron, durante el
transcurso de mi carrera.
A mis amigos/as con quienes he compartido experiencias extraordinarias,
compañeros de camino universitario.
El autor
vii
MATRIZ DE ÁMBITO GEOGRÁFICO
ÁMBITO GEOGRÁFICO DE LA INVESTIGACIÓN
BIBLIOTECA: FACULTAD DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA COMUNICACIÓN
TIPO DE
DOCUMENTO
AUTOR/NOMBRE DE LA
TESIS
FU
EN
TE
FE
CH
A A
ÑO
ÁMBITO GEOGRÁFICO
OTRAS
DESAGREGACIONES
OTRAS
OBSERVACIONES NACIONAL REGIONAL PROVINCIA CANTÓN PARROQUIA BARRIO
COMUNIDAD
TESIS
William Rodrigo Calderón
Cartuche
LA IMPLEMENTACIÓN DE
LOS TRABAJOS
PRÁCTICOS DE
LABORATORIO, COMO
ESTRATEGIA DIDÁCTICA,
INFLUYEN EN EL PROCESO
ENSEÑANZA APRENDIZAJE
DE LA FÍSICA EN LOS
ESTUDIANTES DEL
SEGUNDO AÑO DE
BACHILLERATO GENERAL
UNIFICADO DE LA UNIDAD
EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY
CRISTÓBAL ZAMBRANO’’
DE LA PROVINCIA DE LOJA,
CANTÓN SARAGURO,
PERIODO 2016 – 2017.
LINEAMIENTOS
ALTERNATIVOS.
UNL 2017 ECUADOR ZONA 7 LOJA SARAGURO SARAGURO SARAGURO CD
Licenciado en
Ciencias de la
Educación,
mención: Físico
Matemáticas
viii
MAPA GEOGRÁFICO Y CROQUIS
UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL CANTÓN SARAGURO
Fuente: Googlemaps.com
CROQUIS DE LA INVESTIGACIÓN, UNIDAD EDUCATIVA FISCOMISIONAL
‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’
Fuente: Googlemaps.com
ix
ESQUEMA DE TESIS
i. PORTADA
ii. CERTIFICACIÓN
iii. AUTORÍA
iv. CARTA DE AUTORIZACIÓN
v. AGRADECIMIENTO
vi. DEDICATORIA
vii. MATRIZ DE ÁMBITO GEOGRÁFICO
viii. MAPA GEOGRÁFICO Y CROQUIS
ix. ESQUEMA DE TESIS
a. TÍTULO
b. RESUMEN (CASTELLANO E INGLES) SUMMARY
c. INTRODUCCIÓN
d. REVISIÓN DE LITERATURA
e. MATERIALES Y MÉTODOS
f. RESULTADOS
g. DISCUSIÓN
h. CONCLUSIONES
i. RECOMENDACIONES
LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS
j. BIBLIOGRAFÍA
k. ANEXOS
PROYECTO DE TESIS
OTROS ANEXOS
1
a. TÍTULO
LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO,
COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN EL PROCESO ENSEÑANZA
APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE
BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE
LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 – 2017. LINEAMIENTOS
ALTERNATIVOS.
2
b. RESUMEN
El presente trabajo investigativo hace referencia a: LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO, COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN EL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 – 2017., cuyo objetivo general es: Contribuir al mejoramiento del proceso enseñanza – aprendizaje de la Física mediante la implementación de trabajos prácticos de laboratorio en los estudiantes del segundo año del Bachillerato General Unificado de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja, cantón Saraguro, periodo 2016 – 2017. Los principales resultados obtenidos están en total divergencia con el planteamiento hipotético planteado, es lo que se ha obtenido de la interpretación de los datos producto de la aplicación de la encuesta, tanto a docentes como a estudiantes; se pudo constatar que la falta de un laboratorio y equipamientos adecuados, las escasa prácticas que se realizan, la falta de paralelismo entre las clases teóricas y las prácticas, son serios inconvenientes que se presentan en la institución, en el proceso enseñanza – aprendizaje de la Física en los estudiantes del segundo de Bachillerato General Unificado, impidiendo que los estudiantes logren comprender las diferentes temáticas impartidas en clase tanto en forma teórica como práctica, además de proporcionar al estudiante la experimentación y el descubrimiento personal por sí mismo. Alejándolos de la interpretación de las leyes y fenómenos físicos que constituyen un complemento indispensable en la formación cultural del ser humano moderno, no sólo en virtud del enorme desarrollo científico y tecnológico actual, sino también porque el mundo de la Física nos rodea en todo momento.
3
SUMMARY
The present investigation refers to: THE IMPLEMENTATION OF PRACTICAL LABORATORY WORKS, AS A DIDACTIC STRATEGY, INFLUENCES THE TEACHING-LEARNING PROCESS OF PHYSICS IN THE STUDENTS OF THE SECOND YEAR OF UNIFIED GENERAL BACCALAUREATE OF THE FISCOMISIONAL EDUCATIONAL UNIT “FRAY CRISTOBAL ZAMBRANO OF THE PROVINCE OF LOJA , SARAGURO CANTON, PERIOD 2016 – 2017., whose general objective is: To contribute to the improvement of the teaching-learning process of Physics through the implementation of practical laboratory works in the students of the second year of Unified General Baccalaureate of the Fiscomisional Educational Unit “Fray Cristóbal Zambrano” of the province of Loja, Saraguro canton, period 2016 – 2017. The main obtained results are in total divergence with the hypothetical approach proposed, it is what has been obtained from the interpretation of the data produced by the application of the survey, both to teachers and students; it was found that the lack of a laboratory and adequate equipment, the few practices that are carried out, the lack of parallelism between the theoretical classes and the practices are serious inconveniences that are presented in the institution, in the teaching - learning process of the Physics in the students of the second year of Unified General Baccalaureate, preventing students from understanding the different topics taught in the classroom both in theory and practice, as well as providing students with experimentation and personal discovery for themselves. Distancing them from the interpretation of the laws and Physical phenomena that constitute an indispensable complement in the cultural formation of the modern human being, not only in virtue of the enormous current scientific and technological development, but also because the world of Physics surrounds us at all times.
4
c. INTRODUCCIÓN
La presente investigación está centrada en el estudio de la implementación de
trabajos prácticos de laboratorio, los cuáles contribuyen a que los alumnos
fortalezcan conocimientos adquiridos de manera teórica, permiten la vinculación de
la teoría con la práctica, además promueve valores como la responsabilidad, el
trabajo en equipo, la comunicación y la cooperación.
Considerando que el trabajo experimental en la asignatura de Física es de tal
importancia para la vinculación de la teoría con la práctica de los contenidos
estudiados por los estudiantes del segundo año de Bachillerato de la Unidad
Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja, cantón
Saraguro, se planteó el problema de la siguiente manera: ¿Cómo la implementación
de los trabajos prácticos de laboratorio como estrategia didáctica, influye en el
proceso enseñanza aprendizaje de la Física en los estudiantes del primer año de
Bachillerato General Unificado de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray
Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja, cantón Saraguro, periodo 2016–2017?
Con el propósito de afrontar la problemática de la investigación, se plantearon los
siguientes objetivos específicos: determinar el tipo y calidad de trabajos prácticos
de laboratorio utilizados por el docente en la vinculación teoría con la práctica de la
asignatura de Física, determinar la influencia de los trabajos prácticos de laboratorio
de Física en el aprendizaje de los estudiantes y plantear una propuesta alternativa
para mejorar el proceso de enseñanza- aprendizaje de la Física en los estudiantes
del segundo año de Bachillerato General Unificado.
La hipótesis que permitió guiar el presente trabajo de investigación es: La
implementación de trabajos prácticos de laboratorio como estrategia didáctica,
incide significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de la Física en los
estudiantes del segundo año de Bachillerato General unificado de la Unidad
Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja, cantón
Saraguro, periodo 2016 – 2017.
Los principales métodos que guiaron la investigación son: el método científico que
permitió plantear el proyecto e interpretar y analizar la información obtenida en la
aplicación de encuestas, diseñar las conclusiones y la propuesta alternativa, los
5
métodos deductivo - inductivo para determinar la influencia de los trabajos prácticos
de laboratorio, como estrategia didáctica, de la asignatura de física en los
estudiantes del segundo de Bachillerato General Unificado, el método analítico –
sintético que permitió analizar la relación entre las variables del problema. Las
técnicas utilizadas fueron: la encuesta con el fin de recolectar información, la
observación que permitió un acercamiento al objeto de estudio tomando la
información necesaria y registrándola para su posterior análisis, la bibliografía que
guió el trabajo recopilando información teórica.
En base a los resultados obtenidos en la aplicación de los instrumentos, se
establecieron varias conclusiones, mismas que están reflejadas en las
interpretaciones y análisis realizados, de acuerdo a los datos obtenidos en la
investigación, entre las principales están: la unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray
Cristóbal Zambrano’’ no cuenta con un laboratorio de Física para la ejecución de
trabajos prácticos que permitan la verificación de conocimientos teóricos impartidos
por el docente, el cual constituye un recurso importante para mejorar el proceso
enseñanza – aprendizaje de la asignatura de Física, los docentes de la asignatura
de Física vinculan en gran parte del proceso la teoría con la práctica a través de la
resolución de problemas.
El presente informe de investigación está estructurado en coherencia con lo
dispuesto en el Art. 151 del Reglamento de Régimen Académico de la Universidad
Nacional de Loja, en vigencia, comprende:
Título, que es el tema del trabajo de investigación; el resumen, en el cual detalla
una breve síntesis del trabajo de investigación; la introducción, proporciona una
presentación sintética de todo el proyecto de investigación, así como la estructura
del trabajo; la revisión de literatura, despliega el sustento conceptual relacionados
con el tema de estudio; luego se presenta los materiales y métodos, que se
utilizaron para el proceso enseñanza de la Física; los resultados y discusión de los
instrumentos aplicados tanto a docentes y estudiantes de la institución;
conclusiones, a las que se ha llegado con el trabajo de campo; recomendaciones,
que se consideran necesarias; bibliografía, utilizada que sirvió de guía y camino
para fundamentar las variables de estudio; y finalmente Anexos, en los que consta
el proyecto de Tesis.
6
d. REVISIÓN DE LITERATURA
1. EDUCACIÓN
Según López (2016) la educación es un fenómeno que nos concierne a todos desde
que nacemos. Los primeros cuidados maternos, las relaciones sociales que se
producen en el seno familiar o con los grupos de amigos, la asistencia a la escuela,
etc., son experiencias educativas, entre otras muchas, que van configurado de
alguna forma concreta nuestro modo de ser (p. vii).
La educación es un proceso por el cual las personas desarrollan capacidades,
construyen destrezas, asimilan y adquieren conocimientos, permitiéndoles
adaptarse al mundo social en que viven, y así poder desenvolverse y aportar en un
futuro a nuestra sociedad.
Según Vicenti (2014) la educación es un proceso humano y cultural complejo. Para
establecer su propósito y su definición es necesario considerar la condición y
naturaleza del hombre y de la cultura en su conjunto, en su totalidad, para lo cual
cada particularidad tiene sentido por su vinculación e interdependencia con las
demás y con el conjunto (p. 2).
Así, la educación se propone como la acción responsable de la moralidad, de los
valores, su preservación y transmisión a las generaciones más jóvenes que crecen
con el derecho de poseer y heredar la cultura de sus antecesores, se perpetúa a sí
misma formando el tipo humano que quiere, tratando de que todos sean más
parecidos que diferentes, más homogéneos que desiguales.
La educación otorga la oportunidad de interrelacionar a las personas con la cultura
en la que se desenvuelven en un proceso de socialización de los individuos.
Cuando se educa a una persona la misma confronta y aprende conocimientos,
puesto que la educación también implica un acercamiento cultural y de conducta,
donde las nuevas generaciones consiguen y transforman las formas de ser de
antiguas generaciones, procurando asegurar la continuidad de su cultura,
manteniendo los valores y formas de comportamiento social de comprobada
eficacia en la vida de una sociedad.
Por lo que se puede acotar que la educación siendo un proceso sistemático
coadyuva a la formación holística e integral del ser humano, en todos sus ámbitos
7
y manifestaciones.
1.1. Calidad de educación
El Ministerio de Educación (2012) considera que, si bien todos podemos estar en
principio de acuerdo en que es importante impulsar la calidad educativa, el
significado de la expresión “calidad educativa” es controvertido porque siempre
tendrá una connotación histórica ya que puede evolucionar en el tiempo y
representará un cierto ideal o aspiración de la sociedad en su conjunto o de grupos
y por sí mismo. La diversidad de posturas existentes siempre le va a condicionar a
lo que cada persona o grupo de personas considera que debe ser el fin o propósito
principal de la educación como actividad humana. Por lo tanto, no se trata de un
concepto neutro, sino que tiene una fuerte carga social, económica, cultural y
política.
Muchos creen equivocadamente que existe un consenso sobre cuáles deben ser
los fines de la tarea educativa, cuando en realidad esto depende de la manera como
las personas conciben la sociedad ideal, a cuya consecución debería contribuir el
sistema educativo como mecanismo de socialización y de creación de capacidades
y emprendimiento para transformar y mejorar la sociedad (p. 5)
Por lo que, una educación de calidad es aquella que cumple con todas las
expectativas que los estudiantes buscan satisfacer; tanto de conocimientos, como
de infraestructura, es decir, asegura que todos los estudiantes adquieran los
conocimientos, capacidades, destrezas y aptitudes para su desempeño como
ciudadano en los años por venir; sean capaces de comprender, interpretar y actuar
sobre la sociedad, de participar activa y responsablemente sobre los problemas del
mundo, son la conciencia de que es posible cambiar la sociedad en que vivimos, y
que no todo está determinado desde un punto de vista biológico, económico y
tecnológico.
Un sistema educativo de calidad se caracteriza por su capacidad para:
Proveer recursos académicos, administrativos y didácticos, que responden a
las necesidades de la población educativa a fin de otorgar a cada participante
del sistema educativo la oportunidad de mejorar.
Sea asequible a toda la ciudadanía.
8
Promover la innovación en la institución con infraestructura académica de
calidad (dotada de todos los recursos materiales necesarios para un proceso
de enseñanza – aprendizaje)
Promover una educación basada en valores y métodos activos donde el
estudiante sea participe de su propio aprendizaje.
Obtener la inserción familiar dentro del proceso de enseñanza – aprendizaje
del alumnado, a fin de optimizar el progreso educativo.
Promover el bienestar de los mediadores del proceso educativo (Docentes) y
de todos los partícipes de la gestión educativa.
1.2. Rendimiento académico
Según Erazo (2012) el Rendimiento Académico, es entendido como el sistema que
mide los logros y la construcción de conocimientos en los estudiantes, los cuales
se crean por la intervención de didácticas educativas que son evaluadas a través
de métodos cualitativos y cuantitativos en una materia (p.145).
Los estudiantes presentan cada vez desmotivaciones por lo que aprenden, debido
a la generalización de las reformas curriculares que se implementan sin previo
diagnóstico ni adaptaciones, por lo cual se debe adaptarlos a las necesidades que
presentan cada grupo de estudiantes, debido a que cada grupo es diferente.
Lamas (2015) sostiene que ‘‘El rendimiento académico es el resultado del
aprendizaje suscitado por la actividad didáctica del profesor y producido en el
alumno’’ (p. 315)
En la actualidad, se siguen presentando dificultades en el aprendizaje de los
estudiantes, no solo en el uso de estrategias de razonamiento, sino en la solución
de problemas como es por ejemplo en el desarrollo de trabajos científicos, los
estudiantes se limitan a encontrar una fórmula y llegar a un resultado numérico,
aplicándola en la solución de un problema mecánicamente, sin comprender lo que
hacen.
Generando un aprendizaje memorístico, escaso interés por aprender del
estudiante, llevando todo esto a un bajo rendimiento académico.
Otra razón por que se presente un bajo rendimiento académico es por la presencia
9
de problemas de tipo personal o social, es por ello que la institución deberá contar
con un departamento que oriente y brinde la ayuda necesaria a los estudiantes que
lo necesiten.
2. EL LABORATORIO DE FÍSICA
La ciencia es una actividad eminentemente práctica, además teórica, lo cual hace
que en su enseñanza el laboratorio sea un elemento indispensable. (Resignificación
del uso del laboratorio en la enseñanza de las Ciencias Experimentales en la
escuela media, 2014, p.2).
La Física es una ciencia que no solamente se la abarca en forma teórica, sino que
también es una ciencia experimental, sus conclusiones pueden ser verificadas
mediante experimentos realizados en el laboratorio de Física.
Para Ubaque (2009) La enseñanza de la física es un reto y un desafío diario para
los maestros quienes por medio de estrategias y metodologías buscan fortalecer
en el estudiante ese asiduo interés por esta ciencia. Ante esta situación no se debe
olvidar el papel del experimento en el proceso de la enseñanza y el aprendizaje de
la física. La física es una ciencia que se fundamenta en el análisis teórico y en la
actividad mediante experimentos, lo cual hace que tal aspecto sea fundamental en
los procesos de la enseñanza de esta ciencia. Es decir, se debe pensar en ese
carácter teórico – experimental como un vínculo indisoluble, lo que por su puesto
significa una gran tarea para el maestro (pp. 1 – 2).
Una de las herramientas clave de la Física es el laboratorio, ya que el mismo se
convierte en un espacio de experimentación y vinculación de la teoría y la práctica,
que se encuentra especialmente equipado con diversos instrumento y materiales
con el fin de cubrir las necesidades de experimentos que se realicen en él,
permitiendo desarrollar la comprensión de dichos fenómenos que se encuentran a
nuestro alrededor.
Además, permite complementar los conocimientos teóricos impartidos en clase,
motivando a la experimentación y el hábito de trabajo minucioso.
El laboratorio de Física es un lugar físico que se encuentra especialmente equipado
con diversos instrumentos y elementos de medida o equipo, en orden a satisfacer
las demandas y necesidades de experimentos o investigaciones a realizar.
10
La característica fundamental que observara cualquier laboratorio es que allí las
condiciones ambientales estarán especialmente controladas y normalizadas con la
estricta finalidad que ningún agente externo pueda provocar algún tipo de alteración
o desequilibrio en la investigación que se lleva a cabo allí, asegurándose así una
exhaustiva fidelidad en términos de resultados. La temperatura, la humedad, la
presión atmosférica, la energía, el polvo, la tierra, las vibraciones, el ruido, entre
otros, son las cuestiones sobre las cuales más hincapié se hará, para que estén
absolutamente controladas y no contradigan la normalidad necesaria y exigida de
la que hablábamos.
Un laboratorio de física debe disponer de:
Mesas de experimentación para el montaje de experimento con
aproximadamente cinco alumnos.
Instalaciones de agua potable, con lavamanos suficientes para el número de
estudiantes.
Instalaciones de luz eléctrica, por lo menos cuatro enchufes en cada mesa.
Tanques de gas, uno por cada mesa.
Una mesa para el profesor, además de un pizarrón y el espacio para
proyección.
Las dimensiones del aula deben ser suficientes como para que el profesor y los
alumnos se movilicen con toda facilidad.
Espacio para vitrinas o almacén para guardar los materiales, distribuidos de tal
manera que permita la manipulación inmediata.
Una mini biblioteca con libros y catálogos de uso diario.
Un pequeño taller para que los alumnos realicen sencillos trabajos de
carpintería, mecánica o electrónica, para construir, armar o desarmar aparatos,
así como para realizar reparaciones.
Cada mesa debe tener el equipo y material respectivo, para que todos los
alumnos trabajen al mismo tiempo.
2.1. Importancia de la utilización del laboratorio de Física
Según Sebastián, J.M. (s.f.). ‘‘El laboratorio ha sido siempre una característica
distintiva de la enseñanza de las ciencias experimentales y, en particular, el
laboratorio de física desempeña un papel importante en la formación del
11
estudiante’’ (p. 196).
El laboratorio de Física facilita al estudiante la comprensión de las temáticas
tratadas en clase en forma teórica, aunque a pesar de los esfuerzos de mejora que
dedican las instituciones siguen siendo insuficientes, como es la carencia de un
laboratorio y equipos adecuados para la experimentación, provocando que no
exista cierto paralelismo entre las clases teóricas y las clases prácticas es un
problema que es difícil resolver al no contar con el presupuesto necesario para
solventar dichas necesidades institucionales.
El laboratorio de Física presenta como objetivo fundamental de los trabajos
prácticos fomentar una enseñanza más activa, participativa e individualizada,
donde se impulse el método científico y el espíritu crítico, favoreciendo al que el
estudiante desarrolle habilidades, desarrolle el pensamiento lógico, aprenda
técnicas elementales y se familiarice con el manejo de instrumentos de laboratorio.
Por supuesto que el laboratorio de estar dotado correctamente de los instrumentos,
maquinas, materiales, infraestructuras que ayuden al desarrollo de las actividades
previstas por el docente, garantizando su adecuado funcionamiento y además
minimice los riesgos en el mismo. Aunque muchas instituciones no se ajustan a lo
recomendado, si consideramos lo costoso, en equipos y profesores, que resultan
los laboratorios para las instituciones.
En conclusión, el laboratorio es indispensable para la enseñanza de la Física, al
saberlo aprovechar desarrollara en los estudiantes habilidades indispensables,
como la argumentación, la observación de sucesos, la elaboración de conclusiones,
el trabajo en equipo, e desarrollo de destrezas de aprendizaje.
2.2. Implementación de laboratorio en la asignatura de Física.
Ubaque (2009) afirma que al destacar el papel del experimento en la enseñanza de
la física el maestro recordara ese espíritu investigativo, comenzara a apreciar el
método científico y presentara la física al estudiante de una manera más práctica y
con una dimensión más social, realista, científica y tecnológica. Mientras que en el
estudiante se generará un pensamiento más creativo y una confianza por la
investigación científica, lo cual le permitirá descubrir y comprobar determinados
fenómenos o principios científicos.
12
Por tanto, el uso adecuado del experimento va a permitir que el estudiante tenga
una visión de la Física más práctica, real y emocionante. Además, el experimento
es el argumento más sólido que tiene la física para mostrar la validez de sus leyes
y el rigor de sus principios. Es así como el experimento constituye la herramienta
más práctica que tiene el maestro para mostrarle al estudiante, lo acertado de sus
“teorías” (preconcepciones) y sus diversos modos de confrontar sus explicaciones
acerca de los fenómenos de la naturaleza. Es decir, el maestro debe presentar al
estudiante un reto a sus ideas y que el mismo compruebe o no si sus “teorías”
permiten explicar correctamente, un determinado fenómeno físico. Tal reto o
desafío, es sin duda el Experimento (p. 36).
La utilización del laboratorio es fundamental para el proceso enseñanza –
aprendizaje de la Física, debido a que combina todo el proceso de un aprendizaje
constructivista y significativo con un trabajo cooperativo.
Gracias a la implementación del uso del laboratorio dentro del proceso educativo
de la asignatura de física, el docente logrará que los estudiantes se hagan
responsables de su propio conocimiento; lo que implica que el docente deberá
prepararse con anticipación para que, con la ayuda del laboratorio, logre el objetivo
que pretenda alcanzar.
Para esto los establecimientos educativos deben contar con los instrumentes
correspondientes para la enseñanza correcta de la asignatura de Física, basándose
el docente en una metodología significativa, incluyendo actividades como el
desarrollo de prácticas demostrativas y experimentales.
2.3. El trabajo en el laboratorio
Para la Sociedad Americana de Química (s.f.) la prevención de accidentes es
responsabilidad de todos los que trabajan en el laboratorio y por lo tanto es
necesaria la cooperación activa de cada uno. La seguridad debe ser lo más
importante para usted y para su instructor de laboratorio. Todos son responsables
por la prevención de accidentes, especialmente usted, que es la persona que lleva
a cabo los procedimientos de laboratorio. Los accidentes casi siempre ocurren
debido a:
Actitudes de indiferencia
13
No utilizar el sentido común
No seguir las instrucciones y como consecuencia cometer errores
Usted debe tomar un rol activo, participe en las prácticas para prevenir accidentes.
Para que todos podamos prevenir accidentes en el laboratorio se deben seguir las
siguientes reglas de seguridad:
Seguir las reglas de seguridad minuciosamente
No jugar bromas en el laboratorio
Familiarizarse con la localización y con el uso del equipo de seguridad (salidas,
duchas, lavatorio de ojos y otros)
Antes de entrar al laboratorio debe estar familiarizado con los peligros de las
sustancias químicas a utilizar. Asegúrese de que puede seguir las precauciones
de seguridad que lo protegen a usted y a los demás de los peligros.
Familiarizarse con los peligros de los aparatos que se van a utilizar y a las
operaciones a desempeñar. Aprenda lo que se puede hacer y lo que debe evitar
hacer. Siga siempre las siguientes precauciones de seguridad (p. 4).
Dado que el laboratorio es un lugar donde se manipulan gran cantidad y variedad
de productos peligrosos, con el fin de evitar su contacto, inhalación o ingestión,
fuente de intoxicaciones o accidentes, se pueden establecer una serie de normas
de tipo general sobre diferentes aspectos aplicables a la mayoría de los
laboratorios.
2.3.1. Normas y recomendaciones de trabajo
Se debe velar por el cumplimiento puntual y responsable de horario de clase.
Utilizar una bata y tenerla siempre bien abrochada.
No llevar bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten la
movilidad.
La pérdida de cualquier o daño de cualquier material debe ser asumida y
repuesto por el grupo de trabajo.
Conservar únicamente sobre la mesa de trabajo los materiales necesarios para
la realización de la práctica.
Antes de comenzar con el trabajo práctico, verificar que se cuenta con todo lo
necesario.
14
Distribuir las tareas entre los distintos integrantes del grupo, evitando alejarse
de la mesa de trabajo innecesariamente.
Ser cuidadoso en la manipulación de aparatos y elementos del laboratorio.
Prestar mucha atención al trabajar con elementos que se encuentren a alta
temperatura, evitando accidentes en su manipulación.
Al armar el equipo de laboratorio asegúrese que sea el correcto y no se
constituya un peligro.
Cuando trabaje con materiales de vidrio, realice con paciencia y no introduzca
cuerpos que terminen en puntas o filos porque los recipientes de vidrio se
rompen fácilmente.
En circuitos eléctricos, antes de conectar las corrientes revise detenidamente
que la instalación sea la correcta.
2.3.2. Hábitos de trabajo
No trabajar solo durante la realización de una práctica de laboratorio.
Planifica la práctica antes de comenzar a realizarla
Mantener siempre la mesa de trabajo limpia y ordenada.
No utilizar un equipo o material de trabajo sin conocer su funcionamiento.
Desconectar los equipos al finalizar la práctica
Antes de iniciar un experimento, asegúrate de que el montaje este en perfectas
condiciones.
Mantener las mesas libres, sin libros o mochilas.
Al realizar una práctica, la paciencia y la precaución deben ser utilizadas, sobre
todo cuando se utilice equipamiento delicado y/o de potencia.
2.4. El rol del laboratorio en la enseñanza de la física
Para Garrochamba (2013) el laboratorio es el lugar natural para realizar las
actividades experimentales. Además, es el lugar de referencia para que los
estudiantes organicen sus cursos; allí están las guías experimentales, la biblioteca,
bancos de problemas, recursos informáticos y todo el material para que pueda
rehacer sus experimentos contando al menos con un ayudante preparador por turno
para asesorarlos y apoyarlos en las dificultades que encuentren.
Son muchos los estudiantes que toman el laboratorio como lugar de estudio.
15
Muchas veces es allí que los alumnos llegan con inquietudes distintas, “cosas que
quieren probar”, que no necesariamente son parte de los cursos curriculares, por
ejemplo, cuestiones de relatividad, estudio de sonido de instrumentos musicales.
El Ministerio de Educación ha realizado varias transformaciones significativas en el
campo educativo, a fin de buscar el mejoramiento del proceso enseñanza-
aprendizaje en la asignatura de Física, fomentando avances reales en el desarrollo
cognitivo del alumno por medio de los trabajos prácticos de laboratorio, logrando
un grado superior de comprensión de los fenómenos estudiados.
La Física es una asignatura que está presente en el Bachillerato General Unificado,
la cual incluye contenidos de mecánica, ondas, termodinámica y fluidos, entre otros.
En la mayoría de casos estas temáticas son abordadas de manera teórica, debido
a múltiples limitaciones que poseen las instituciones de educativos, limitando el
proceso educativo en la resolución de problemas y dejando de lado la importancia
de la realización de trabajos prácticos de laboratorio.
Como la tendencia actual de la enseñanza de la Física es teórico - práctico, se
necesita de un aula especial, denominada laboratorio de Física el cual siempre ha
cumplido con una función esencial como ambiente de aprendizaje para la ejecución
de trabajos prácticos; diseñados para la observación de fenómenos y verificación
de leyes.
Gracias a la manipulación de aparatos de laboratorio y a la utilización de los
mismos, se estimula la evolución psíquica y mental de los alumnos; es por esta
razón que la enseñanza de la Física se debe servir de casos prácticos. Además,
pretende hacer al individuo una persona preparada intelectualmente para
incorporarse al desarrollo científico de la sociedad moderna.
2.5. Materiales y equipos de laboratorio
Los instrumentos de laboratorio están efectivamente diseñados para las funciones
específicas que despeñan; demostrar experimentalmente fenómenos físicos. Sin
estos no se podría realizar la mayoría de los trabajos prácticos para las
demostraciones de ciertos fenómenos naturales que ocurren en nuestro entorno.
En un laboratorio los materiales deben ser de buena calidad pues allí se realizarán
investigaciones que, en muchos casos son de vital importancia para ampliar
16
los conocimientos en un área específica de la ciencia; por ende, el lugar donde se
sitúen debe ser apropiado, contar con una ventilación e iluminación adecuada y los
instrumentos y materiales que hagan propicio el normal funcionamiento del lugar.
El material de laboratorio puede construirse con componentes muy variados, desde
vidrio hasta madera pasando por goma, metal y plástico. Las características del
material dependerán de su función, ya que la manipulación de ciertos productos
implica riesgos.
Para Arévalo y Cadme (1997) un laboratorio de Física debe tener elementos
intercambiables y equipos. Así tenemos:
Mecánica
Balanza de precisión
Tornillo micrométrico
Tubo de inmersión
Máquina atwood
Centrifugadora
Varillas de montaje
Prensas de mesa
Aro de movimiento
Vasos precipitados
Aros de momentos
Prensa hidráulica
Péndulo simple
Péndulo compuesto
Péndulo de torsión
Cubeta de ondas
Lanzador horizontal y vertical
Calibrador
Dinamómetros
Matraces
Probetas
Cronómetros
Esferómetro
Poleas
Doble nuez
Reglas
Pesas
Resortes
Manómetro
Flexómetro
Diapasón
Óptica
Banco óptico
Circulo graduado
Disco de newton
Espejos planos
Espejos esféricos
Filtros de luz
Porta lámpara
Pantallas de proyección
Lentes
Lámparas
17
Diafragmas
Microscopio
Prisma óptico
Espectrocopio didáctico
Calor
Calorímetros
Termómetros
Tanque de gas
Dilatómetro
Mecheros
Vasos pírex
Electricidad
Péndulo elástico
Varilla de ebonita
Amperímetro
Voltímetro
Generador eléctrico
Transformadores
Cables de conexión
Motor eléctrico
Timbre eléctrico
Generador electrostático
Varillas aisladas
Bobinas
Brújula
Lámparas
Pilas
Interruptores
Imanes
Resistencias
Hilo metálico
2.6. Falta de uso del laboratorio en las instituciones
La falta de realización de trabajos prácticas es un serio inconveniente que
presentan las instituciones, ya que impide la vinculación de la teoría con la práctica,
imposibilitando al estudiante asimile de mejor manera las temáticas tratadas en
forma teórica:
Causas:
La falta de recursos:
Recursos humanos: falta de docentes en una asignatura específica.
Recursos Materiales: Escasez o deterioro de materiales de laboratorio
Recursos económicos: No contar con el presupuesto para la implementación
de un laboratorio.
Poco tiempo para cumplir los programas de contenido.
Limitación del docente al uso de un aprendizaje teórico basado en una
18
metodología tradicional.
Falta de conocimientos prácticos por parte de los docentes
Permitiendo que el estudiante adquiera un aprendizaje memorístico; al momento
que el docente solo aborde los contenidos solamente en forma teórica y no
mediante la experimentación.
3. TRABAJOS PRÁCTICOS
Los trabajos prácticos son actividades diseñadas que tienen como objetivo vincular
la teoría con la práctica, permitiendo un conocimiento vivencial de los fenómenos a
estudiarse y a la asimilación de los conceptos estudiados en las clases teóricas.
En el ámbito educativo se emplean conceptos multifuncionales aplicables dentro
del proceso de enseñanza – aprendizaje, los trabajos prácticos son una
herramienta que da a conocer los frutos realizados del trabajo en la clase que
persiguen objetivos en común, dichos trabajos dan a conocer la importancia de la
utilización de un proceso de enseñanza aprendizaje activo dentro del aula.
Mediante la utilización de trabajos prácticos se pretende que estudiantes aprendan
y entiendan de mejor manera la asignatura de la Física ya que, a través de la
manipulación de objetos y resultados concretos, obtengan a la oportunidad de
manejar aparatos, hacer mediciones de variables que le permitan proceder
posteriormente al análisis e interpretación de resultados y explicar científicamente
los fenómenos físicos.
Caamaño (s.f.) afirma que tradicionalmente, los trabajos prácticos han sido
utilizados como un medio para adquirir habilidades prácticas para el uso y
manipulación de aparatos, para el aprendizaje de determinadas técnicas
experimentales, y como una forma de ilustrar o de comprobar experimentalmente
muchos de los hechos y leyes científicas presentadas previamente por parte del
profesor (paradigma de enseñanza por transmisión) (sección Trabajos prácticos y
modelos didácticos, párr. 1).
3.1. Los trabajos prácticos como estrategia didáctica
La formación del profesional en el arte de enseñar es una tarea bastante
complicada; más aún, si consideramos el acelerado cambio y transformación en la
19
que se halla inmersa nuestra sociedad. Por esta razón, el profesor, especialmente
de Física, debe estar actualizado, tanto en conocimientos psicopedagógicos como
de especialidad, porque corre el riesgo de formar a jóvenes, con mentalidad
desactualizada, perjudicando el avance y desarrollo de la educación y del país.
Por lo que se podría acotar que dentro del proceso educativo la aplicación de
trabajos prácticos si es aplicada como estrategia didáctica.
Caamaño (s.f.) afirma que, la ciencia es una actividad práctica, además de teórica,
y una gran parte de la actividad científica tiene lugar en los laboratorios. Si la
enseñanza de las ciencias ha de promover la adquisición de una serie de
procedimientos y habilidades científicas, desde las más básicas (utilización de
aparatos, medición, tratamiento de datos, etc.) hasta las más complejas (investigar
y resolver problemas haciendo uso de la experimentación), es clara la importancia
que los trabajos prácticos deben tener como actividad de aprendizaje de estos
procedimientos. (sección: La evolución de las funciones atribuidas a los trabajos
prácticos, párr. 1).
Sin embargo, el enfoque que se da a los trabajos prácticos depende de los objetivos
que queremos conseguir a través de su realización, y estos objetivos dependen de
la concepción que se tiene de cómo se hace ciencia y de cómo se puede aprender
ciencia en un ámbito.
3.1.1. Características
Generalmente los trabajos prácticos se caracterizan por:
Ser realizados en un ambiente diferente al del aula (laboratorio, campo)
Ser realizadas por los estudiantes con un grado variable de participación en su
diseño y ejecución.
En las prácticas de laboratorio predominan la observación y la experimentación
en condiciones de laboratorio, lo que exige la utilización de métodos y
procedimientos específicos para el trabajo.
La preparación de las prácticas de laboratorio exige del profesor una atención
especial a los aspectos organizativos, ya que su realización se basa
fundamentalmente, en la actividad individual o colectiva de los alumnos de
manera independiente.
20
Utilizar una amplia gama de métodos y procedimientos específicos para el
desarrollo del trabajo.
Permiten un conocimiento vivencial de muchos fenómenos
Ayudan a la comprensión de conceptos y a la vinculación de la teoría con la
práctica.
3.1.2. Clasificación
Según Jiménez et al (2007) clasifica los trabajos prácticos según sus fines que
persiguen:
Experiencias: destinadas a obtener una familiarización perceptiva con los
fenómenos.
Experimentos ilustrativos: destinados a ilustrar un principio o una relación
entre variables.
Ejercicios prácticos: diseñados para prender determinados procedimientos o
destrezas o para realizar experimentos que ilustren o corroboren la teoría.
Investigaciones: diseñadas para dar a los estudiantes la oportunidad de
trabajar como lo hacen los científicos en la resolución de problemas,
familiarizarse con el trabajo científico y aprender en el curso de estas
investigaciones, las destrezas y procedimientos propios de la indagación.
Pueden ser:
Para resolver problemas teóricos, es decir, el interés en el marco de una
teoría.
Para la resolver problemas prácticos, generalmente en el contexto de la
vida cotidiana (pp. 97 – 98).
3.2. Elaboración de prácticas de laboratorio
Las partes más comunes que constituyen una práctica de laboratorio de Física son:
1. Título: Es la denominación o la temática a desarrollar
2. Objetivo (s): Indican lo que se logrará al finalizar la práctica
3. Fundamentación teórica: Son conceptos relacionados al tema.
4. Materiales e instrumentos: Es un listado de todo el material que se utilizará.
5. Esquema: Representación gráfica de los materiales que se van a manipular en
la experimentación.
21
6. Desarrollo del experimento: Explica todos los pasos que deben seguirse para
realizar la práctica.
7. Cuadro de valores: Es una tabla que se elabora según el caso, donde se
registran las mediciones realizadas.
8. Representación gráfica: Registro de las variables que se manipulan en un
sistema de coordenadas.
9. Conclusiones: Se entiende cómo el procesar y expresar los resultados
experimentales a través de la tabulación de los datos y la realización de los
gráficos, incluyendo la interpretación de la Teoría.
10. Evaluación: Se plantean preguntas para cerrar el tema y resolver las dudas
que puedan surgir después del procedimiento realizado.
11. Bibliografía: Se cita trabajos que sirvieron de fundamento o son útiles para una
lectura posterior.
3.3. Objetivos de los trabajos prácticos
Para Caamaño (s.f.) los objetivos que se pueden conseguir cuando se realizan
trabajos prácticos se clasifican:
A. En relación a los hechos, los conceptos y las teorías
- Objetivos relacionados con el conocimiento vivencial de los fenómenos en
estudio.
- Objetivos relativos a una mejor comprensión de los conceptos, las leyes y
las teorías.
- Objetivos relativos a la elaboración de conceptos y teorías por la vía de la
contrastación de hipótesis.
- Objetivos relativos a la comprensión de la forma como trabajan los científicos
y los tecnólogos.
B. En relación a los procedimientos
- Objetivos relativos al desarrollo de habilidades prácticas (destreza, técnicas,
etc.) y de estrategias de investigación (diseño de experimentos, control de
variables, tratamiento de datos, etc.).
- Objetivos relacionados con el desarrollo de procesos cognitivos generales
en un contexto científico (observación, clasificación, inferencia, emisión de
hipótesis, evaluación de resultados).
22
- Objetivos relacionados con las habilidades de comunicación (buscar
información, comunicar oralmente, gráficamente o por escrito los resultados
y las conclusiones de una investigación, etc.).
C. En relación a las actitudes
- Objetivos comunes a las otras áreas: Promover: la objetividad, la
perseverancia, el espíritu de colaboración, etc.
- Objetivos propios del área de ciencias: Promover el interés por la asignatura
de ciencias y por la ciencia en general, la confianza en la propia capacidad
para resolver problemas, etc. (sección La necesidad de un esquema
integrador de los diferentes tipos de trabajos prácticos, párr. 3)
Desde el punto pedagógico, se concluye que no existe practica sin teoría y
viceversa; por lo que un proceso de enseñanza – aprendizaje basado en la
vinculación teoría – practica permite comprender de mejor manera los fenómenos
físicos ocurridos en nuestro alrededor. La práctica hace evolucionar la teoría y esta
hace que comprendamos el significado de lo que investigamos.
El objetivo fundamental de los trabajos prácticos es facilitar que los alumnos lleven
a cabo sus propias investigaciones, contribuyendo de esta manera a la
comprensión sobre fenómenos que ocurren en la naturaleza.
Además, ayuda a que los estudiantes adquieran habilidades y destrezas, acordes
a las necesidades de aprendizaje de los métodos de investigación científica;
permitiendo que amplíen, profundicen, consoliden, realicen, y comprueben los
fundamentos teóricos de la asignatura mediante la experimentación empleando los
medios de enseñanza necesarios, garantizando el trabajo individual en la ejecución
de la práctica.
3.4. Ventaja de los trabajos prácticos en el proceso formativo
Según Miguens, M y Garrett, R.M. (s.f.) Las ventajas que aportan los trabajos
prácticos al aprendizaje de las ciencias, propuestas por distintos investigadores,
son:
Desarrollar competencias en el trabajo como un científico real resuelve
problemas. Desarrollar la habilidad para realizar una investigación científica
genuina.
23
Ayudar a los estudiantes a extender un conocimiento sobre fenómenos
naturales a través de nuevas experiencias.
Facilitar a los estudiantes una primera experiencia, un contacto con la
naturaleza y con el fenómeno que ellos estudian.
Dar oportunidades para explorar la extensión y límite de determinados modelos
y teorías. Comprobar ideas alternativas experimentalmente y aumentar la
confianza al aplicarlas en la práctica. Explorar y comprobar las estructuras
teoréticas a través de la experimentación.
Desarrollar algunas destrezas científicas prácticas, tales como observar y
manipular (p. 235).
Los trabajos prácticos también permiten que los estudiantes construyan su propio
aprendizaje logrando una asimilación de los contenidos más efectiva, siendo los
estudiantes los participantes activos de este proceso enseñanza – aprendizaje,
motivándose en la realización del trabajo que realizan, debido a que manipulan los
instrumentos, desarrollando capacidades en la manipulación de los mismos. Cabe
señalar que la realización de los trabajos prácticos son una estrategia de
enseñanza – aprendizaje que incluye la resolución de problemas y el trabajo de
laboratorio.
3.5. Normas prácticas para el laboratorio de Física
Lo primero que debe elaborarse es una guía de práctica o esquema que va a
realizarse.
Los datos se receptan en el cuadro correspondientes, y se realizarán breves
cálculos para controlar resultados.
Cada medida se repetirá por lo menos cinco veces para asegurar el dato y
luego los cálculos respectivos.
Los informes deben prepararse de acuerdo a las normas preestablecidas,
incluido el cálculo de errores para aceptar o rechazar la ley descubierta.
Evitar los errores, especialmente algunos sistemáticos accidentales y burdos
que se presentan durante la experimentación.
3.6. Diseño de una práctica de laboratorio
Antes de diseñar un trabajo práctico, se debe tener en cuenta diversos aspectos:
24
Se debe ser realistas, analizando los materiales que disponemos para dicha
práctica.
Se debe analizar en qué nivel educativo se encuentran los estudiantes.
Que esté relacionado con los contenidos teóricos impartidos en clase.
Fundamentar de la mejor manera lo objetivos que pretendemos alcanzar en
dicha práctica.
Siempre toda práctica deberá ser realizada previamente por el docente,
evitando encontrarnos con sorpresas al realizarla con los estudiantes.
Se puede utilizas prácticas que ya se encuentren estructuradas, debido a
suelen estar bien diseñadas.
3.7. Tipos de prácticas de laboratorio
Según Vargas (2013) toda ciencia experimental, tiene un componente práctico que
debe ser trabajado utilizando prácticas de laboratorios o talleres que permitan a los
estudiantes comprender los principios y teorías científicas analizando hechos
cotidianos. Desde la enseñanza de las ciencias se proponen diferentes modelos de
trabajo práctico experimental, cada uno de estos tienen como finalidad desarrollar
habilidades en los estudiantes con el fin de mejorar su comprensión de los
fenómenos (p. 1).
Se pueden encontrar diferentes tipos de prácticas de laboratorio, de los cuales
algunos no requieren necesariamente de un laboratorio para ejecutarlos, entre ellos
tenemos.
a) Prácticas experimentales
Las prácticas experimentales son actividades en las cuales se manipulan una o
más variables (variable independiente), y así comprobar el efecto sobre otra
variable (variable dependiente). Se requiere un conocimiento teórico básico por el
estudiante sobre la temática a estudiar y, particularmente, sobre la variable
dependiente que se medirá.
La física es una ciencia experimental por lo que la realización de prácticas
experimentales son actividades prioritarias para la explicación de fenómenos
relacionados con la física. En la experimentación el estudiante utilizará la
observación, medición, razonamiento. Habilidades y destrezas, que permitirán que
25
construyan conocimientos, deduzcan leyes y fórmulas y la resolución de problemas.
b) Prácticas demostrativas
Ferreira y Rodríguez (2011) afirman que la aplicación de las demostraciones son
una verdadera ayuda para el docente en el aula, porque ofrecen una serie de
ventajas con respecto a otras estrategias metodológicas empleadas
tradicionalmente, como por ejemplo, la clase de lápiz y papel y la resolución de
problemas, sin dejar de lado la finalidad de cada una de éstas; además de hacer
ver a los estudiantes que la Física es una ciencia natural, y que cada teoría debe
finalmente basarse en las respuestas que la naturaleza proporciona a las preguntas
formuladas adecuadamente a través de los experimentos (p. 71).
La aplicación de las demostraciones no debe ser tomada a la ligera, para lograr los
objetivos planteados se debe considerar algunos aspectos, como lo son la
intencionalidad, la pertinencia y el momento en que se realiza, entre otros.
Las prácticas demostrativas son muy utilizadas en la demostración de leyes en la
enseñanza de la Física, lo que representa a una actividad experimental que se
realizan en el contexto de una clase teórica con el fin de explicar algún fenómeno
o ley para facilitar su comprensión. Por su puesto para lograr todo esto las
actividades a realizar deben ser atractivas e impactantes para los estudiantes, para
que así además de comprender el porqué de dicho fenómeno se motiven por el
estudio de la asignatura.
3.8. Capacitación docente en la realización de trabajos prácticos
El docente antes de realizar un trabajo práctico debe planificar la actividad, sin duda
pensando alcanzar un aprendizaje significativo, contextualizando las temáticas a la
realidad de los alumnos, proporcionándoles material del cual puedan apropiarse al
identificarse con él.
En la realización de trabajos experimentales el docente es el encargado de guiar a
los estudiantes en obtener los resultados esperados por el mismo, fortificando los
conocimientos que los estudiantes han adquirido en forma teórica; utilizando
estrategias de enseñanza que le faciliten al estudiante el aprendizaje, cuyas
estrategias buscan que los estudiantes desarrollen habilidades y destrezas
fundamentales.
26
Para lograr el aprendizaje significativo el docente deberá cumplir varias
condiciones:
La nueva información impartida del docente a los estudiantes debe ser de modo
que obedezca a los principios dictados por la razón, la lógica o las leyes, siendo
fundamental con los conocimientos previos del estudiante.
El conocimiento impartido por el docente debe ser claro, estructurado y
organizado, de tal manera que permita al estudiante apropiarse del nuevo
conocimiento.
El docente debe motivar al estudiante por el estudio de las ciencias
experimentales, y así este se encuentre motivado por aprender, relacionando
el nuevo conocimiento con los conocimientos que ya posee y de esta manera
que logre identificar una utilidad práctica de ese nuevo conocimiento en su vida
diaria.
4. ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
4.1. Física
Para Sears y Zemansky (2013) la Física estudia lo grande y lo pequeño, lo viejo y
lo nuevo. Es una disciplina que se ocupa de una gran parte del mundo que nos
rodea, desde los átomos y las galaxias, hasta los circuitos eléctricos y la
aerodinámica (p. xi).
La Física es una ciencia experimental. Los físicos observan los fenómenos
naturales e intentan encontrar los patrones que los describen. Tales patrones se
denominan teorías físicas o, si están muy bien establecidos y se usan ampliamente,
leyes o principios.
Sin duda, la Física está orientada al descubrimiento de las leyes que rigen el
comportamiento de objetos en el universo, por otro lado, es el pilar fundamental de
otras ciencias con la ingeniería, la electrónica o la astronomía.
Además, se la considera como una ciencia práctica que se apoya en la
experimentación con la finalidad de comprobar y validar leyes y teorías; como toda
ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante
experimentos y que tal teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros
a realizarse.
27
Una de las ventajas que presentan esta experimentación en el campo educativo es
que, por medio del educador, permite un conocimiento vivencial de los fenómenos
a estudiarse y la asimilación de los conceptos estudiados en las clases teóricas,
aprender técnicas, adquirir hábitos o modos de pensar y razonar; a través de la
manipulación de aparatos, medición, tratamiento de datos, investigación y
resolución problemas haciendo uso de la experimentación, además el desarrollo de
habilidades, destrezas y actitudes positivas hacia la asignatura.
4.2. Características del profesor de Física
Riveros (s.f.) afirma que la capacidad del hombre de trasmitir sus conocimientos le
ha dado una gran ventaja evolutiva, el enseñar y aprender es algo que todos
hacemos. Pero en estos tiempos de la revolución informática, es necesario cambiar
los procesos de enseñanza aprendizaje. Generalmente, el problema del profesor
es como enseñar los temas del programa del curso que imparte, dado el tiempo y
los recursos disponibles. El debate sobre cómo enseñar tiene muchas vertientes,
desde la que propone enseñar los principios básicos para deducir todas las
consecuencias hasta tratar de inducir empíricamente del trabajo experimental las
leyes de la ciencia que se esté enseñando (p. 9)
Desempeñar la profesión de docente de Física requiere de gran responsabilidad,
por ello debe presentar ciertas características:
Debe saber sustentar el conocimiento con la experimentación, observación y
sistematización.
Es por ello que el docente de Física requiere de ciertas características:
Ser poseedor de un amplio conocimiento referente al tema que se propone a
enseñar, a fin de que dichos conocimientos le permitan desarrollar de mejor
manera la teoría con la ciencia.
Sepa desarrollar en los alumnos la capacidad de análisis y comprensión de
todas las características concernientes a los fundamentos teóricos y su
aplicación en los diferentes sucesos de la vida cotidiana.
Ser un mediador en proceso educativo dentro de los ámbitos de la Física, a fin
de que otorgue al estudiante las características necesarias para su formación
personal.
28
Ser auspiciante de una innovación constante del proceso pedagógico, además
de ser formador del pensamiento investigativo a fin de que sea el estudiante
capa de plantear alternativas a las dificultades que se presentan en la
enseñanza-aprendizaje de la Física.
Ser crítico, y no un espectador en los cambios que puedan ocurrir en la
planificación y elección de programas de estudio, selección de materiales, etc.
Para alcanzar los objetivos de la educación.
El profesor de Física debe estar preparado para asumir su rol, alejándose de una
enseñanza tradicional, además de que sea capaz de cambiar la memorización de
definiciones y fórmulas debido a que no aportan al desarrollo del pensamiento
lógico del estudiante, que al final nunca comprende el porqué de tal respuesta.
Una gran ayuda en la enseñanza de la Física es la que proporciona el método
científico, permitiendo que el alumno plantee hipótesis e interrogantes, elaborando
sus propios conceptos con los que pueda demostrar su comprensión y aplicación
en situaciones prácticas de la vida cotidiana.
4.3. Factores que inciden en la enseñanza de la física
Para Villarreal et al. (s.f.) afirma que el profesor de Física debe estar consciente de
hacia dónde se dirige la investigación en la Física, para poder poner en contacto a
sus alumnos, al menos al nivel de la conciencia común, es decir, como un
divulgador de la ciencia, con las perspectivas del desarrollo de la Física, tratando
de incorporar a la docencia los resultados más recientes que se anuncien, aun
cuando estos sean discutibles, pues no se debe perder de vista que a la vez que
debemos preparar a nuestros estudiantes con un grado de actualización que les
permita vivir acorde con su época, es necesario fomentar en ellos el espíritu crítico
y valorativo ante la realidad que se les presenta. Si esto último es necesario, resulta
imprescindible para un profesor de Física, conocer los problemas a los que se
enfrenta la Enseñanza de la Física y los resultados que en esta esfera se van
logrando, con miras a hacer más eficiente su actividad docente (p. 3).
Por otro lado, existen en las instituciones varios factores que inciden de manera
negativa en la enseñanza de la Física, como:
Falta de capacitación y vocación por parte de los docentes.
29
Falta de infraestructura para la realización de actividades experimentales
Falta de vinculación teoría- práctica por parte del docente
Falta de equipos, instalación en el laboratorio
Falta de tiempo y planificación
El estudiante no cuenta con las bases necesarias para la realización de
actividades experimentales.
Falta de recursos económicos para la implementación de un laboratorio
Indisposición por parte del docente en responder dudas que presenten los
estudiantes.
4.4. La enseñanza de la Física en la actualidad
El Ministerio de Educación (2016) ha realizado un ajuste curricular que busca
mejores oportunidades de aprendizaje de la asignatura de física para todos los
estudiantes del país en el marco de un proyecto que propicia su desarrollo personal
pleno y su integración en una sociedad guiada por los principios del Buen Vivir, la
participación democrática y la convivencia armónica (pp. 1 - 2)
Cuyo proyecto denominado Ingenios:
Fomenta un aprendizaje práctico y funcional que te ayudará a desarrollar
destrezas con criterios de desempeño.
Propone una educación abierta al mundo, que se integra en un entorno
innovador y tecnológico.
Apuesta por una educación que atiende a la diversidad.
Refuerza la inteligencia emocional.
Refleja los propósitos del Ministerio de Educación que están plasmados en el
currículo nacional vi gente.
Deja aflorar la expresividad de tus retos.
Incorpora Edibosco Interactiva, la llave de acceso a un mundo de recursos
digitales, flexibles e integrados para que des forma a la educación del futuro.
Es sensible a la justicia social para lograr un mundo mejor.
A pesar de los esfuerzos del gobierno por mejorar el proceso de enseñanza –
aprendizaje de la Física, siguen presentes varias dificultades entre las cuales se
tienes una escasa vinculación teoría – práctica, presentando como consecuencia
30
que los estudiantes no adquieran las destrezas necesarias para la solución de
problemas relacionados con la vida diaria. Desde luego es posible observar ciertos
cambios positivos pero la falta de capacitación docente e infraestructura impiden
que se logre los objetivos que se pretenden alcanzar.
Además, que la mayoría de instituciones no cuentan con un laboratorio que permita
la vinculación teoría – práctica, ni con el presupuesto para implementación del
mismo, provocando al docente a limitarse al docente a ejecutar la asignatura
solamente en forma teórica.
Una solución a este problema, sería la elaboración por parte de los docentes de
materiales que le permitan la ejecución de trabajos prácticos, lamentablemente
como ya se mencionó en párrafos anteriores no cuentan con la capacitación
necesaria para la elaboración de los mismos.
La enseñanza de la Física se basa en un método experimental y constructivista,
siendo el uso del laboratorio sumamente importante para la enseñanza de la Física.
Y así los estudiantes puedan construir leyes físicas en base a sus experiencias.
4.5. La didáctica en la formación del docente de Física.
4.5.1. La didáctica en la educación del estudiante.
Según Klein (2012) la Didáctica se ocupa de la educación del estudiante y la
formación del ciudadano como actividad de enseñanza. La misma debe reflexionar
y actuar en un doble ámbito:
Por un lado, en el ámbito escolar, sus problemas internos, el docente y los
alumnos, sus características y su interacción, el proceso - producto de
enseñanza - aprendizaje, los métodos y los contenidos de aprendizaje, la
influencia más inmediata del medio social.
Por el otro, a nivel global, el aspecto social - político, el control y la evolución
del conocimiento, quiénes deben aprender y para qué, qué papel tiene la
educación en el espacio-tiempo histórico-social, como modificar la actual
situación, etc. (p. 12)
La didáctica es una herramienta que facilita el proceso enseñanza, pensando en la
formación de estudiante como persona y actuar en la transformación del sistema
31
educativo que, a su vez, debe dar lugar a las transformaciones sociales.
La didáctica como estrategia en la educación el estudiante permite comunicar
conocimientos, para que el mismo desarrolle y modifique actitudes, relacionando
contenidos de aprendizaje y poniendo en juego las habilidades, conocimientos y
destrezas de los estudiantes, para utilizarla el docente deberá planificarlas
previamente, facilita al mismo la comunicación de la información.
Para Carvajal (2009) algunas de estas estrategias didácticas que puede utilizar el
docente para el proceso enseñanza – aprendizaje son:
Las exposiciones: Presentar de manera organizada información a un grupo.
Por lo general es el profesor quien expone; sin embargo, en algunos casos
también los estudiantes exponen, estimula la interacción entre los integrantes
del grupo, el profesor debe desarrollar habilidades para interesar y motivar al
grupo en su exposición.
Método de proyectos: La realización de un proyecto de trabajo desde una
académica o de investigación, se definen claramente las habilidades, actitudes
y valores que se estimularán en el proyecto, el docente debe dar asesoría y
seguimiento a los alumnos a lo largo de todo el proyecto.
Método de casos: Acercar una realidad concreta a un ambiente académico
por medio de un caso real o diseñado, el caso debe estar bien elaborado y
expuesto, se debe reflexionar con el grupo de estudiantes en torno a los
aprendizajes logrados.
Aprendizaje basado en problemas: Los estudiantes deben trabajar en
grupos, sintetizar y construir el conocimiento para resolver los problemas, que
por lo general han sido tomados de la realidad, se debe retroalimentar
constantemente a los alumnos sobre su participación en la solución del
problema.
Panel de discusión: Dar a conocer a un grupo diferentes orientaciones con
respecto a un tema, el docente debe aclarar al grupo el objetivo del panel y el
papel que le toca a cada participante, hacer una cuidadosa selección del tema
en el panel y de la orientación de los invitados, el moderador debe tener
experiencia en el ejercicio de esa actividad.
Lluvia de ideas: Incrementar el potencial creativo en un grupo, recolectar
32
mucha y variada información, resolver problemas, reflexionar con los
estudiantes sobre lo que aprenden al participar en un ejercicio como éste.
Método de preguntas: Con base en preguntas llevar a los alumnos a la
discusión y análisis de información pertinente a la materia, el profesor desarrolla
habilidades para el diseño y planteamiento de las preguntas.
Otras estrategias pedagógicas son el uso de los mapas mentales, el análisis de
imágenes, Representación visual de los conceptos, objetos o situaciones de una
teoría o tema específico (fotografías, dibujos, gráficas, etc.), facilita la codificación
visual de la información. Mapas conceptuales, representación gráfica de esquemas
de conocimiento (indican conceptos y explicaciones), realiza una codificación visual
y semántica de conceptos, contextualiza las relaciones entre los conceptos (p. 11).
4.5.2. El docente en el campo didáctico
El docente en el campo educativo se debe presentar como un investigador, no
como un especialista en la asignatura, por lo contrario, en función de comprender
y modificar el contexto real que le toca vivir.
El docente debe reflexionar, individual y colectivamente, cambiando su forma de
enseñanza, sus planteos teóricos y su rol como docente. Debe dejar de lado la
metodología tradicionalista, provocando al estudiante un interés por aprender, por
desarrollar destrezas y habilidades, y lo que es más importante comprender de la
mejor manera la asignatura, no de una manera memorística, sino mediante el
desarrollo del pensamiento lógico.
5. PROCESO ENSEÑANZA – APRENDIZAJE DE LA FÍSICA
Según Campelo (2002) el proceso de enseñanza - aprendizaje de la ciencia Física
responde a las demandas y necesidades del desarrollo de la sociedad en cada
periodo histórico. De esa manera, el proceso tiene como objetivo desarrollar
integralmente al estudiante en el aspecto de la formación de su actividad
cognoscitiva, del desarrollo del pensamiento y de sus conocimientos y habilidades,
así como en el aspecto de su personalidad.
Un objetivo de la enseñanza de la Física es proporcionar a los estudiantes las
condiciones favorables para adquirir un conjunto de conceptos necesarios para
interpretar fenómenos naturales y resolver problemas. El nivel de comprensión de
33
esos conceptos y la extensión de su aplicabilidad variarían, está claro, de acuerdo
con la edad del estudiante y el tipo de instrucción dada. Infelizmente, varias
personas, de varias partes del mundo, están de acuerdo que este objetivo
raramente se alcanza (pp. 87 - 91)
El desarrollo rápido de la ciencia Física, su diferenciación y la estrecha vinculación
de los distintos enfoques en el análisis de los problemas complejos, exigen del
estudiante una capacidad especial, un pensamiento simultáneo en diferentes
planos lógicos, es decir, la habilidad de construir varias cadenas lógicas y retener
en la memoria una gran cantidad de informaciones. Cuando la enseñanza está
organizada y estructurada correctamente, entre los conocimientos, las habilidades
y los hábitos se origina una interacción dinámica que desempeña un importante
papel en la actividad creativa del estudiante.
La enseñanza y el aprendizaje son procedimientos que están íntimamente ligados.
La enseñanza es un proceso intencional en el que interactúan tanto el maestro
como el alumno y del que el aprendizaje buscado es el principal resultado.
La Física es una ciencia experimental que ha logrado explicar gran cantidad de
fenómenos, es por ello que su estudio es fundamental dentro del proceso de
enseñanza aprendizaje, permitiendo en los estudiantes el desarrollo y aplicación de
ideas importantes que expliquen dichos fenómenos, asimismo aprender técnicas y
adquirir hábitos o modos de pensar y razonar.
5.1. Vinculación teoría – práctica
Una de las grandes preocupaciones de la enseñanza de la Física es la vinculación
de la teoría con la práctica a través de la realización de trabajos prácticos, los cuales
son capaces de proporcionar al estudiante los medios para logar una comprensión
adecuada de los procesos del mundo físico, adquiriendo conocimientos necesarios
para interpretar fenómenos y resolver problemas.
5.1.1. Características
Las principales características que posee la vinculación teoría – práctica son las
siguientes.
El docente hace llegar una gran cantidad de información a los estudiantes,
partiendo de conocimientos previos que éste posee sobre un tema de estudio.
34
Incluye demostraciones, experiencias, experimentos, resultados de
investigaciones realizadas, entre otros.
Proporciona información sobre un tema para su estudio posterior, genera
comprensión y estimula el interés de los estudiantes.
Permite el desarrollo de habilidades, capacidades, y destrezas, así como la
adquisición de hábitos, que los lleven a la ejecución de temas complejos, o a la
solución de problemas.
El docente, orienta, asesora, facilita, da seguimiento y evalúa el trabajo
realizado, para asegurar la búsqueda de una adecuada solución de los
problemas planteados, sin sustituir con ello el trabajo independiente de los
estudiantes.
El estudiante profundiza los conocimientos, desarrolla o fortalece destrezas,
habilidades, capacidades y/o competencias profesionales que estimulen la
investigación y la acción creadora relacionados con contenidos
procedimentales o experimentales de la asignatura objeto de estudio.
Se la puede desarrollar en forma individual o en equipos de trabajo,
dependiendo de las particularidades de la asignatura y el contenido de la
misma. Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio, se necesita de una
preparación anticipada de los estudiantes mediante el estudio de una Guía de
laboratorio, efectuada por el profesor.
Los alumnos aplican los conocimientos abordados en el desarrollo de las
temáticas de la asignatura, propiciando el incremento de habilidades y
capacidades, las cuales permiten resolver problemas de la vida real.
5.2. Métodos más utilizados
Para Cárdenas (2013) Existe un procedimiento general de investigación común a
todas las ciencias naturales y sociales (sin incluir las Matemáticas) conocido
comúnmente como “El Método Científico”, que consta de tres fases:
1. Observación de los fenómenos y experimentación. En esta fase hay que
diseñar metodologías que nos permitan la observación repetida de los
fenómenos que queremos estudiar, de la forma más aislada posible. Para ello
se suelen diseñar los experimentos científicos, que han de tener la
característica de ser consistentes y repetibles, es decir, que puedan ser
35
repetidos por otros experimentadores siguiendo su exacta descripción y
obteniendo similares resultados.
2. Elaboración de teorías que expliquen los fenómenos observados. A partir
de los datos que sistemáticamente se han recogido, el científico elabora
hipótesis que expliquen los resultados. Dichas teorías han de ser consistentes
con todos los datos recogidos, y normalmente se elaboran para explicar
resultados que no concuerdan con las teorías previas
3. Contrastación de las teorías y más experimentación. Sobre datos
observados se elaboran nuevas teorías, pero normalmente nadie se toma en
serio una nueva teoría si no predice nuevos resultados que puedan ser
comprobados a posteriori (p. 2).
El objetivo básico que se pretende que consigan los estudiantes, es el aprendizaje
significativo, es decir, la habilidad de interpretar y usar el conocimiento en
situaciones no idénticas a aquellas en las que fue inicialmente adquirido. Para
alcanzar este objetivo es necesario ayudar a los estudiantes a:
Desarrollar y aplicar ideas importantes (principios y leyes) que expliquen un
amplio campo de fenómenos en el dominio de la Física a nivel introductorio.
Aprender técnicas, y adquirir hábitos o modos de pensar y razonar.
Y en cuanto a las actitudes:
Sean responsables de su propio proceso de aprendizaje.
Tengan una actitud positiva hacia la ciencia y en particular, hacia la Física.
Elegir la forma de enseñar es buscar y encontrar el método más adecuado para el
proceso enseñanza-aprendizaje. Una de las causas del bajo rendimiento
académico, que se presenta a través de las notas deficientes de Física, es el uso
de métodos inadecuados al momento de impartir la clase.
Los métodos más recomendables que se debe utilizar en el proceso enseñanza-
aprendizaje de la física son:
Método Deductivo. – Va de lo particular a lo general. Permite obtener casos
particulares a partir de hechos generales, permitiendo inferir nuevos
conocimientos.
Método Inductivo. – Va de lo general a lo particular. Mediante este método se
36
obtienen conclusiones generales a partir de premisas particulares, es el más
utilizado en el campo de la Física.
Método experimental. - Este método, a través de la experimentación, se lo
utiliza para incidir significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de
la Física.
6. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS PARA EL APRENDIZAJE DE LA FÍSICA
6.1. El aprendizaje de la física
Según Sevilla (s.f.) en términos generales entendemos el aprendizaje como un
proceso de aproximación desde la estructura cognitiva del que aprende hasta el
campo de conocimientos a los que pretende acceder. En el aprendizaje escolar se
intenta acelerar este proceso a través de la planificación.
Planificar la acción didáctica implicará no sólo explicitar el punto de vista desde el
que se hace la propuesta concreta y se interpretan los resultados obtenidos, sino
también, identificar aquellas variables significativas cuya modificación será
considerada indicador de aprendizaje y proponer los procedimientos más
adecuados para la transformación (p. 400)
Se ha observado como los profesores que imparten la asignatura de Física los
hacen de manera tradicional, sin destacar el fenómeno, apenas mencionan el
concepto, escriben la fórmula y se dedican a resolver problemas haciendo uso de
las fórmulas de manera matemática. Es raro aquel alumno que puede explicar una
situación física. ¨No hay una buena práctica, si no hay una buena teoría¨ decía
Boltzmann.
Dentro del aprendizaje de la Física debe proveerse a los estudiantes de una
situación problemática que los lleve a la creación de nuevos conceptos; esto puede
lograrse por medio de la implementación de trabajos prácticos, los cuales resulta
fundamentales para el aprendizaje de la Física, logrando gracias a la intervención
del docente que los estudiantes adquieran su propio conocimiento.
El docente debe presentar cierta preparación en los temas a trabajar para intervenir
y corregir las ideas erróneas a las que los estudiantes puedan llegar.
En el proceso de Enseñanza-Aprendizaje, la Física presenta dificultades tales como
el aprendizaje memorístico de las fórmulas, pobre desarrollo del razonamiento,
37
aplicación reproductiva de los principios lógicos en problemas similares a los
hechos por el profesor, quienes dan poca importancia a las ideas previas, o sea,
concepciones pre científicas.
Es el momento de preguntarse: ¿la metodología está fallando? ¿o el de preparación
de los profesores de Física? Si el problema es metodológico o de preparación,
¿cómo resolverlo y elevar el nivel de preparación de los profesores de Física de
secundaria, de modo que contribuyan al desarrollo del pensamiento lógico de los
estudiantes?
Hay que determinar el estado actual de la preparación metodológica de los
profesores de Física, así como las principales necesidades de superación de los
docentes. Fundamentar la relevancia que tiene el método científico en el desarrollo
del pensamiento lógico de los estudiantes y proponer un curso de superación a los
docentes, que tenga como núcleo el adiestramiento en el uso del método científico.
6.2. La metodología de enseñanza de la Física
Partiendo del concepto general de la palabra “metodología” la cual se concibe como
un conjunto de métodos que se siguen en la investigación científica; se puede
concebir a la metodología de enseñanza de la Física, a aquella que hace referencia
a la forma de enseñar que sigue profesor(a) para conseguir que el alumno adquiera
los conocimientos necesarios para lograr un aprendizaje de calidad, mediante la
integración de recursos y procedimientos con el propósito que los estudiantes
logren comprender las diferentes temáticas tanto en forma teórica como práctica,
además de proporcionar al estudiante la experimentación y el descubrimiento
personal por sí mismo, ya que por medio de estas los conocimientos van a ser mejor
asimilados por los mismos.
Barriga y Hernández (s.f.) consideran necesario tener presentes cinco aspectos
esenciales para considerar qué tipo de metodología es la indicada para utilizarse
en ciertos momentos de la enseñanza, dentro de una sesión, un episodio o una
secuencia instruccional, a saber:
Consideración de las características generales de los aprendices (nivel de
desarrollo cognitivo, conocimientos previos, factores motivacionales, etcétera).
Tipo de dominio del conocimiento en general y del contenido curricular en
38
particular, que se va a abordar.
La intencionalidad o meta que se desea lograr y las actividades cognitivas y
pedagógicas que debe realizar el alumno para conseguirla.
Vigilancia constante del proceso de enseñanza (de las estrategias de
enseñanza empleadas previamente, si es el caso), así como del progreso y
aprendizaje de los alumnos.
Determinación del contexto intersubjetivo (por ejemplo, el conocimiento ya
compartido) creado con los alumnos hasta ese momento, si es el caso.
Cada uno de estos factores y su posible interacción constituyen un importante
argumento para decidir por qué utilizar alguna estrategia y de qué modo hacer uso
de ella. Dichos factores también son elementos centrales para lograr el ajuste de la
ayuda pedagógica (p.141).
Por otro lado, la capacitación docente en la metodología de enseñanza es una
excelente herramienta para el desarrollo de capacidades y habilidades en los
estudiantes, logrando un aprendizaje significativo en los mismo, además permiten
que los docentes no se basen en una metodología tradicionalista.
Para Sevilla (s.f.) una de las mayores dificultades que encuentra un profesor, tanto
en la programación como en la interpretación de los fracasos de los alumnos frente
a determinadas tareas, tiene su origen en la especificidad e individualidad del
método utilizado por cada uno de ellos, que lo convierte en una verdadera «caja
negra». La posibilidad de identificar actividades intelectuales observables,
relacionadas con los procedimientos que acompañan el aprendizaje de los
conceptos, tienen una clara aplicación práctica (p. 402).
En el proceso mental que realiza un alumno para aprender Física, tanto si se refiere
a adquisición de conceptos o resolución de problemas, teóricos o experimentales,
aparecen toda una serie de destrezas y estrategias que permanecen
enmascaradas y cuya elucidación nos parece clave para facilitar el aprendizaje
significativo, la evaluación y el diagnóstico, imprescindibles en una correcta
planificación didáctica.
6.3. Propósito de las estrategias metodológicas
Las estrategias metodológicas tienen como propósito contribuir al mejoramiento del
39
proceso enseñanza – aprendizaje, dando un aporte significativo a la acción
pedagógica del docente de física; a fin de que los conocimientos impartidos estén
relacionados con coherencia y eficiencia y con las bases científicas que la ciencia
amerita.
Dentro del proceso de aprendizaje de la Física las estrategias metodológicas que
utilice el docente permitirán desarrollar destrezas básicas, habilidades y
capacidades, con el propósito de despertar el interés alumno por los estudios
científicos, al mismo tiempo vincular la teoría con la práctica, mediante el diseño y
ejecución de prácticas de laboratorio.
Para Barriga y Hernández (s.f.) conviene que para el buen uso de las estrategias
metodológicas se tomen en cuenta los siguientes aspectos:
Hacer una identificación previa de los conceptos centrales de la información
que lo alumnos van a aprender o de la línea argumental del texto a revisar.
Tener presente qué es lo que se espera que aprendan los alumnos en la
situación de enseñanza y aprendizaje.
Explorar los conocimientos previos pertinentes de los alumnos para activarlos
(cuando existan evidencias de que los alumnos posean) o generarlos (cuando
se sepa que los alumnos poseen escasos conocimientos previos pertinentes o
que no los tienen) (P.147).
7. COTENIDOS DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA DE SEGUNDO DE BGU
7.1. Cinemática
La cinemática es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de cuerpos en
el espacio, independientemente de las fuerzas que lo producen. La palabra
cinemática, proviene del griego ‘‘Kineema’’ que justamente significa movimiento.
Para Vallejo y Zambrano (2015) ‘‘Todas las cosas del mundo físico están en
movimiento: desde las más grandes hasta las más pequeñas. Este fenómeno ha
despertado el interés natural del hombre, desde el inicio, por entenderlo, predecirlo
y controlarlo’’ (p.75).
7.1.1. Movimiento
El movimiento es el cambio de posición de un cuerpo en el espacio a medida que
40
transcurre el tiempo.
7.1.2. Elementos descriptivos del movimiento
7.1.2.1. Tiempo
Desde un punto físico se lo puede definir como la duración de una acción
determinada.
7.1.2.2. Sistemas de referencia
Es el punto o conjunto de puntos desde los que observa el movimiento.
Normalmente se usan los ejes de coordenadas x, y, z.
7.1.2.3. La trayectoria
Es el conjunto de todos los puntos por los que pasa un móvil al desplazarse.
Fuente: https://naslycardenas.wordpress.com/primer-corte/cinematica/
7.1.2.4. Distancia recorrida
Es la medida de la longitud de la trayectoria recorrida por una partícula al moverse
de una posición a otra.
Fuente: http://estudiomovimientofuerza.blogspot.com/p/blog-page_31.html
41
7.1.2.5. Desplazamiento
Es un segmento dirigido que une dos posiciones diferentes de la trayectoria
recorrida por un móvil.
Fuente: http://estudiomovimientofuerza.blogspot.com/p/blog-page_31.html
7.1.2.6. Velocidad
La velocidad en el movimiento uniforme, es el espacio recorrido por unidad de
tiempo, es decir la cantidad de espacio e que se recorre en un tiempo determinado
t, su velocidad es:
𝑣 =𝑒
𝑡
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
7.1.2.7. Aceleración
Es la relación entre la variación de velocidad que experimenta un móvil y el tiempo
en que se realizó dicha variación.
𝑎 =𝑣 − 𝑣𝑜
𝑡
𝑎 =𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
7.1.3. Clasificación de los movimientos
7.1.3.1. Movimiento rectilíneo
Un cuerpo se desplaza en movimiento rectilíneo uniforme cuando las sucesiones
posiciones que ocupa se encuentran sobre la misma recta.
42
7.1.3.2. Movimiento rectilíneo uniforme
Un cuerpo posee movimiento rectilíneo uniforme cuando su velocidad constante y
por ello el valor de la aceleración resulta nulo.
En el movimiento rectilíneo uniforme podemos obtener las siguientes gráficas:
a. Gráfica posición-tiempo
La representación gráfica de la posición en función del tiempo adopta las siguientes
características:
Su representación gráfica es una línea recta inclinada.
La pendiente de la recta posición–tiempo coincide con la velocidad del móvil.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/mru-graficas#contenidos
b. Gráfica velocidad-tiempo
La representación gráfica de la velocidad en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea recta horizontal.
El área comprendida bajo la línea recta y el eje de las abscisas corresponde al
valor del desplazamiento del móvil
.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/mru-graficas#contenidos
43
7.1.3.3. Movimiento rectilíneo uniformemente variado
Para Asimov (2013) al suponer un coche que está quieto y arranca. Cada vez se
mueve más rápido. Primero se mueve a 10 por hora, después a 20 por hora,
después a 30 por hora y así siguiendo. Su velocidad va cambiando (varía). Esto
vendría a ser un movimiento variado (p. 24).
El movimiento rectilíneo uniformemente variado, se caracteriza por tener una
trayectoria en línea recta, y mantienen una aceleración constante a lo largo de su
trayectoria, variando la velocidad conforme avanza el tiempo, lo que quiere decir,
que en tiempo iguales la velocidad del móvil aumenta o disminuye en una misma
cantidad.
Fuente: http://fisicaeducacionmediageneral07.blogspot.com/2016/05/movimiento-rectilineo-uniformemente.html
a) Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
La característica que define el movimiento uniformemente acelerado es la
aceleración constante y, por consiguiente, la uniformidad en el crecimiento de
velocidad en un tiempo determinado, determinando una aceleración positiva.
b) Movimiento rectilíneo uniformemente retardado
Al igual que el movimiento uniformemente acelerado su aceleración es constante
y, por consiguiente, la uniformidad en la disminución de velocidad en un tiempo
determinado, determinando una aceleración negativa.
Las ecuaciones que encontramos en el M.R.U.V son:
𝑎 =𝑣 − 𝑣𝑜
𝑡
𝑣 = 𝑣𝑜 + 𝑎𝑡
𝑒 = 𝑣𝑜𝑡 +1
2𝑎𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 + 2𝑎𝑒
Cuando la velocidad inicial de un móvil es nula, 𝑣𝑜 = 0, las fórmulas se reducen a:
𝑣 = 𝑎𝑡 𝑒 =
1
2𝑎𝑡2
𝑣2 = 2𝑎𝑒
44
En el movimiento rectilíneo uniformemente variado podemos obtener las
siguientes gráficas:
a. Gráfico posición-tiempo
La representación gráfica de la posición en función del tiempo adopta las siguientes
características:
Su representación gráfica es una parábola
La pendiente de la recta posición–tiempo coincide con la velocidad del móvil.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/mrua-graficas#contenidos
b. Gráfico velocidad-tiempo
La representación gráfica de la velocidad en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea recta inclinada.
El área comprendida bajo la línea inclinada y el eje de las abscisas corresponde
al valor del desplazamiento del móvil representa el valor del desplazamiento.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/mrua-graficas#contenidos
45
c. Gráfica aceleración-tiempo
La representación gráfica de la aceleración en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea horizontal
El área limitada bajo la recta coincide con el incremento de la velocidad del
móvil.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/mrua-graficas#contenidos
7.1.3.4. Caída libre de los cuerpos
Según Alvarenga y Máximo (2010) entre los diversos movimientos que se producen
en la naturaleza siempre ha habido interés en el estudio del movimiento de caída
de los cuerpos próximos a la superficie de la Tierra. Cuando dejamos caer un objeto
(una piedra, por ejemplo) desde cierta altura, podemos comprobar que al caer su
velocidad aumenta, es decir, su movimiento es acelerado. Si lanzamos el objeto
hacia arriba, su velocidad disminuye gradualmente hasta anularse en el punto más
alto, o sea, el movimiento de subida (ascendente) es retardado. Las características
de estos movimientos ascendente y descendente fueron objeto de estudio desde
tiempos muy remotos (p.69).
Cuando un cuerpo se deja caer en el vacío, la rapidez de su movimiento aumenta
uniformemente con el tiempo que transcurre durante su caída, desplazándose
verticalmente con una aceleración constante, es decir, con un movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado, siendo la aceleración igual para todos los cuerpos,
independientes de su forma o de la substancia que los compone.
Aristóteles afirmaba que un cuerpo pesado cae más de prisa que uno ligero.
46
Transcurrieron cerca de 2000 años antes de que alguien se decidiera a comprobar
esta hipótesis. El primero en hacerlo fue Galileo Galilei, quien, desde la torre
inclinada de Pisa, dejó caer dos bolas, una que pesaba 50 kg, y otra sólo ¼ de Kilo.
Las dos bolas tardaron en llegar al suelo, aproximadamente el mismo tiempo.
Aristóteles se había equivocado.
En caída libre se aplican las mismas fórmulas que el movimiento uniformemente
variado, representando la altura o espacio por h y la aceleración por g.
Las ecuaciones que encontramos en caída libre son:
Fuente: http://www.physicstutorials.org/pt/es/12-Ca%C3%ADda_Libre
Para la caída de los cuerpos con una velocidad inicial:
𝑣 = 𝑣𝑜 + 𝑔𝑡 ℎ = 𝑣𝑜𝑡 +
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 + 2𝑔
Para el lanzamiento vertical hacia arriba, la 𝑎 = −𝑔, obteniéndolas siguientes
formulas.
𝑣 = 𝑣𝑜 − 𝑔𝑡 ℎ = 𝑣𝑜𝑡 −
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 − 2𝑔
Si la velocidad inicial del móvil es nula, 𝑣𝑜 = 0, las fórmulas se reducen a:
𝑣 = 𝑔𝑡 ℎ =
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 2𝑔ℎ
Las fórmulas para calcular la altura máxima y el tiempo que tarda en subir un móvil
son:
47
ℎ𝑚 =𝑣𝑜
2
2𝑔 𝑡𝑠 =
𝑣𝑜
𝑔
7.1.3.5. Movimiento de proyectiles
Es un movimiento en el que su trayectoria es una parábola, la cual resulta dela
combinación del movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento vertical
uniformemente variado.
En la dirección horizontal el movimiento es rectilíneo y uniforme, debido en que esa
dirección la acción de la gravedad es nula.
En la dirección vertical, sobre el proyectil actúa la fuerza de la gravedad. Haciendo
que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado.
Fuente: https://www.fisicalab.com/apartado/lanzamiento-horizontal#contenidos
Para Alvarenga y Máximo (2010) Al dejar que un objeto A caiga verticalmente, y
lanzado en el mismo instante horizontalmente un objeto B, Galileo comprobó que
ambos caen al mismo tiempo, y tardan lo mismo en llegar al suelo. El objeto A, en
caída libre, tiene solamente la velocidad vertical �⃗� 𝑉. El objeto B está animado de
dos movimientos perpendiculares, y posee, además de la velocidad �⃗� 𝑉 de caída,
una velocidad horizontal �⃗� 𝐻, debida al impulso del lanzamiento. Como A y B tardan
lo mismo en caer, Galileo concluyó que la velocidad �⃗� 𝐻 mo influye en el movimiento
de caída de un cuerpo B, o sea, que las velocidades �⃗� 𝐻 y �⃗� 𝑉 actúan
simultáneamente sobre B, pero en forma independiente una de la otra (p. 109).
48
Fuente: http://espaciodeltie.blogspot.com/p/introduccion.html
Las ecuaciones del movimiento parabólico son:
Componentes de la velocidad. - Si un proyectil es lanzado con una velocidad
inicial, formando un ángulo con el eje de las abscisas. Se descompone las
velocidades en direcciones horizontal y vertical.
𝑣𝑥 = 𝑣𝑜 cos 𝛼 𝑣𝑦 = 𝑣𝑜 sen𝛼 − 𝑔𝑡
Altura máxima que alcanza un proyectil. - Cuando el proyectil llega a su el
punto más alto de su trayectoria, la componente vertical es nulo.
𝑌𝑚á𝑥 =𝑣𝑜
2𝑠𝑒𝑛2𝛼
2𝑔
Tiempo de vuelo del proyectil. - Es el tiempo que dura el proyectil en el aire,
es el doble del tiempo que dura subiendo el proyectil desde donde fue lanzado.
𝑡𝑠 =𝑣𝑜 . 𝑠𝑒𝑛𝛼
𝑔 𝑡𝑣 = 2(
𝑣𝑜 . 𝑠𝑒𝑛𝛼
𝑔)
Alcance horizontal del proyectil. - El proyectil llega a su alcance máximo
cuando este impacta en el suelo.
𝑋𝑚á𝑥 =𝑣𝑜
2. 𝑠𝑒𝑛2𝛼
𝑔
7.1.3.6. Movimiento circular
Se denomina movimiento circular cuando un cuerpo que gira alrededor de un eje,
en el cuál la trayectoria es una circunferencia, pues solo en condiciones muy
49
especial el movimiento es rectilíneo.
Para Walter Pérez (s.f.) los elementos que conforman el movimiento circular son:
Desplazamiento lineal. - Es la longitud de arco de la circunferencia que recorre
el móvil entre dos puntos considerando la trayectoria.
Desplazamiento angular. - Es el ángulo central correspondiente al arco
descrito por el cuerpo.
Velocidad lineal y tangencial. – Se define como la longitud de arco recorrido
por el móvil por cada unidad de tiempo.
Velocidad angular. - Se define como el desplazamiento anular que
experimenta el móvil por cada unidad de tiempo.
Periodo. - Es el intervalo de tiempo constante que demora un cuerpo en
recorrer una la misma trayectoria.
Frecuencia. - Se define como la inversa del periodo.
a) Movimiento circular uniforme
Este movimiento tiene lugar cuando un cuerpo, cuya trayectoria es una
circunferencia, recorre arcos de circunferencia iguales en tiempos iguales.
Fuente: http://universoylafisica.blogspot.com/2016/04/movimiento-circular-uniforme-la.html
Se caracteriza por tener:
Velocidad angular constante
El movimiento cuenta con una aceleración normal.
Tanto la aceleración angular como la aceleración tangencial son nulas.
La rapidez en el movimiento es constante
Recorre arcos iguales en tiempo iguales.
Las fórmulas que rigen el movimiento circular uniforme son:
50
Periodo y frecuencia
𝑇 =𝑡
𝑛 𝑓 =
𝑛
𝑡
Velocidad lineal o tangencial
𝑉𝑇 =2𝜋𝑅
𝑇= 2𝜋𝑅𝑓
Velocidad angular
𝑤 =2𝜋
𝑇= 2𝜋𝑓
Relación entre la velocidad tangencial y velocidad angular:
𝑉𝑇 = 𝑤𝑅
Aceleración centrípeta:
𝑎𝑐 =𝑉𝑇
2
𝑅= 𝑤2𝑅
b) Movimiento circular uniformemente variado
Se presenta cuando un cuerpo describe una trayectoria circular aumentando o
disminuyendo la velocidad en cada unidad de tiempo, permaneciendo su velocidad
angular constante.
Fuente: http://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-circular-uniformemente-acelerado/
Las fórmulas que rigen el movimiento circular uniforme son las mismas utilizadas
en el M.R.U.V. pero en términos angulares.
𝛼 =𝑤𝑡 − 𝑤𝑜
𝑡
𝜃 =1
2𝑎𝑡2 + 𝑤𝑜𝑡
𝑤𝑓2 = 𝑤2 + 2𝛼𝜃
𝜃 = (𝑤𝑜 + 𝑤𝑓
2) 𝑡
51
7.2. Dinámica
La dinámica es la parte de la mecánica que analiza las relaciones entre las fuerzas
y los diferentes tipos de movimiento que éstas producen.
7.2.1. Leyes de movimiento
Galileo Galilei demostró que realmente los cuerpos tienden a permanecer en
movimiento y no en reposo, además contribuyó con el primer bosquejo incompleto
del principio de inercia y la elaboración de los principios de movimiento.
Pero el principal aportador fue el matemático Isaac Newton, enunciando las tres
leyes naturales en que se fundamentan las leyes de movimiento que se conocen
como: el principio de inercia, el principio fundamental de la fuerza y el principio de
acción y reacción; que las publicó en 1686 en su obra Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica (Los fundamentos matemáticos de la ciencia de la
naturaleza).
7.2.2. Dinámica de movimientos
7.2.2.1. Las fuerzas y el movimiento
Para Vallejo y Zambrano (2015) la dinámica tiene por objeto estudiar el movimiento
de un cuerpo, relacionándolo con las causas que lo generan. Estas causas son el
resultado directo de la interacción del cuerpo analizado con otros que lo rodean, y
son bien definidas por un concepto matemático denominado fuerza, que tiene
características vectoriales.
Los efectos que produce la aplicación de una fuerza sobre un cuerpo, generalmente
son deformaciones y, o, movimiento. El movimiento puede ser de traslación o de
rotación, o ambos a la vez. Si consideramos al cuerpo como una partícula (punto
material), el único movimiento es el de traslación (p.177).
Toda causa capaz de producir una aceleración o deformación en un cuerpo se
llama fuerza.
Para que se produzca este fenómeno es necesario que haya contacto entre el
sujeto que realiza y el objeto que las recibe.
Cuando no existen fuerzas o la suma de todas sus fuerzas es cero, un cuerpo se
52
encuentra en reposo con movimiento rectilíneo uniforme, el cual puede llegar al
cambiar a curvilíneo en el instante que se aplique una fuerza al cuerpo.
Además, las fuerzas pueden ocasionar deformaciones en ciertos materiales, como
por ejemplo al aplicar una fuerza cualquiera aun resorte, este se llega a deformar
aumentado su longitud.
Las unidades usadas para medir las fuerzas son la dina en el Sistema C.G.S.
(Centímetro, Gramo, Segundo), el newton en el S.I. (Sistema Internacional), que es
el más usado, y el kilopondio en el U.T.M. (Unidad Técnica de Masa o Sistema
Terrestre)
7.2.2.2. Fuerzas coplanarias y concurrentes
Se conoce como sistema de fuerzas concurrentes a las fuerzas cuyas líneas de
acción se intersecan en un punto. Si se trasladan todas las fuerzas del sistema
dado por sus líneas de acción al punto común de intersección de estas líneas, el
punto O, entonces, según el principio de la transmisibilidad, la acción del sistema
sobre un cuerpo rígido no cambiará. Por lo tanto, cualquier sistema de fuerzas
concurrentes puede ser sustituido por un sistema de fuerzas equivalente aplicadas
a un mismo punto. Son coplanarias cuando se encuentran en un mismo plano.
Fuente: https://www.ecured.cu/Sistema_de_fuerzas_concurrentes
7.2.2.3. Fuerza de rozamiento
Al desplazarse un cuerpo sobre una superficie o cuando el mismo no presenta
movimiento, se encuentra con cierta resistencia. Esta oposición se la denomina
fuerza de rozamiento.
Según Alvarenga y Máximo (2010) al suponer que una persona empuja o tira de un
53
bloque con una fuerza F y que el cuerpo continúa en reposo. La resultante de las
fuerzas que actúan sobre el bloque sigue siendo nula. Debe entonces existir una
fuerza que equilibre a F. Este equilibrio se debe a una acción ejercida por la
superficie sobre el bloque y que se denomina fuerza de fricción (o rozamiento)
(p.145)
7.2.2.4. Fuerza de rozamiento estático y cinemático.
Según Vallejo Y Zambrano (2015) si un cuerpo tiende a moverse sobre otro, es
porque sobre él actúa una fuerza que produce tal tendencia. La fuerza de
rozamiento que en esas condiciones se genera, es la fuerza de rozamiento estática
y su valor es igual al de la que ocasiona la tendencia, pero de sentido opuesto. Es
claro entonces que será variable, pero debe tener un valor como máximo, luego de
lo cual definitivamente el cuerpo se mueve en relación con el otro (p. 180).
El valor de la fuerza de rozamiento estática máxima es:
𝑓𝑟𝑒 = 𝜇𝑒 . 𝑁, Donde
𝜇𝑒 = coeficiente de rozamiento estático y,
𝑁 = reacción normal entre los cuerpos en contacto.
De lo anterior se concluye que la fuerza de rozamiento estática es variable, y toma
valores comprendidos entre cero y el valor de la fuerza de rozamiento estática
máxima, (𝜇𝑒. 𝑁), es decir:
0 ≤ 𝑓𝑟𝑒 ≤ (𝜇𝑒 . 𝑁)
Cuando el cuerpo se mueve con relación a otro, estando los dos en contacto, se
genera la fuerza de rozamiento cinética 𝑓𝑟𝑐, cuyo valor es constante dentro de cierto
rango de velocidades.
𝑓𝑟𝑐 = 𝜇𝑐. 𝑁, Donde
𝜇𝑐 = coeficiente de rozamiento cinético y,
𝑁 = reacción normal entre los cuerpos en contacto.
7.2.3. Primera ley de Newton
Para Sears y Zemansky (2013) si ninguna fuerza neta actúa sobre un cuerpo, este
54
permanece en reposo, o bien, se mueve con velocidad constante en línea recta.
Una vez que un cuerpo se pone en movimiento, no se necesita una fuerza neta
para mantenerlo en movimiento; tal observación se conoce como primera ley del
movimiento de Newton:
Primera ley del movimiento de Newton: Un cuerpo sobre el que no actúa una fuerza
neta se mueve con velocidad constante (que puede ser cero) y aceleración cero (p.
108).
Esta ley, también conocida como principio de inercia, afirma que, si un cuerpo se
desplaza con movimiento rectilíneo uniforme, ello no quiere decir que sobre él no
actúa ninguna fuerza, sino que la resultante de todas ellas es cero.
Según Alvarenga y Máximo (2010) al estructurar los principios de la mecánica,
Newton se basó en los estudios realizados por los físicos que lo precedieron, entre
ellos Galileo. Así, la primera ley de Newton no es más que una síntesis de las ideas
de Galileo referentes a la inercia, y por eso mismo, también se la denomina ley de
la inercia (p.134).
7.2.4. Segunda ley de Newton
Según Sears y Zemansky (2013) la segunda ley del movimiento de Newton anuncia
que: Si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, este se acelera. La dirección
de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta. El vector de fuerza neta es
igual a la masa del cuerpo multiplicada por su aceleración (p. 114).
𝐹 = 𝑚. 𝑎
Esta ley, también conocida como principio de la fuerza, afirma que cuando diversas
fuerzas constantes son aplicadas a un mismo cuerpo, le comunican aceleraciones
que son proporcionales a las fuerzas y de su misma dirección y sentido, lo que se
resume a través de la ecuación F = m. a, siendo F la resultante de las fuerzas
aplicadas, m la masa y a la aceleración.
Para Alvarenga y Máximo (2010) la segunda ley de Newton es una de las leyes
básicas de la mecánica; se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la
superficie de la Tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. El mismo
Newton la aplicó para estudiar los movimientos de los planetas, y el gran éxito
logrado constituyó una de las primeras confirmaciones de esta ley (p. 134)
55
7.2.5. Tercera ley de Newton
Según Sears y Zemansky (2013) una fuerza que actúa sobre un cuerpo siempre es
el resultado de su interacción con otro cuerpo, así que las fuerzas siempre vienen
en pares. No podemos tirar de una perilla sin que esta tire de nosotros. Al patear
un balón de fútbol, la fuerza hacia adelante que el pie ejerce sobre él lo lanza en su
trayectoria, pero sentimos la fuerza que el balón ejerce sobre el pie. Si pateamos
un peñasco, el dolor que sentimos se debe a la fuerza que el peñasco ejerce sobre
el pie.
En todos estos casos, la fuerza que ejercemos sobre el otro cuerpo tiene dirección
opuesta a la que el cuerpo ejerce sobre nosotros. Los experimentos indican que, al
interactuar dos cuerpos, las fuerzas que ejercen mutuamente son iguales en
magnitud y opuestas en dirección. Esta es la tercera ley del movimiento de Newton:
Tercera ley del movimiento de Newton: Si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el
cuerpo B (una “acción”), entonces, el cuerpo B ejerce una fuerza sobre el cuerpo A
(una “reacción”). Estas dos fuerzas tienen la misma magnitud, pero dirección
opuesta, y actúan sobre cuerpos diferentes (p. 120)
A esta ley también se la conoce como principio de acción y reacción, debido a que
consiste en que cada acción hay una reacción igual, pero en sentido contrario.
Según Alvarenga y Máximo (2010) en sus estudios de Dinámica, Newton se dio
cuenta de que las fuerzas siempre aparecen como resultado de la interacción de
dos cuerpos. En otras palabras, la acción de una fuerza sobre un cuerpo no se
puede manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque. Además, Newton pudo
comprobar que, en la interacción de dos cuerpos, las fuerzas siempre aparecen en
pares: para cada acción de un cuerpo sobre otro siempre existirá una reacción igual
y contraria de éste sobre el primero (p. 140)
7.3. Estática
Parte de la mecánica que trata de la acción de fuerzas de los cuerpos en equilibrio
y a la que corresponde la identificación, evaluación, localización y orientación de
fuerzas. Consiste en la aplicación de las leyes de la dinámica.
Consiste en establecer las condiciones en que la resultante de las fuerzas que
actúan sobre una partícula sea nula para que exista reposo o movimiento uniforme.
56
7.3.1. Sistema de fuerzas
Es el conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo
7.3.1.1. Resultante de un sistema de fuerzas
Para Asimov (2013) Al suponer que tenemos un cuerpo que tiene un montón de
fuerzas aplicadas. Lo que estamos buscando es reemplazar a todas las fuerzas por
una sola. Esa fuerza actuando sola tiene que provocar el mismo efecto que todas
las otras actuando juntas. Por ejemplo, un auto se paró. Se ponen a empujarlo 3
personas. Yo podría reemplazar a esas 3 personas por una sola que empujara de
la misma manera. Hacer esto es “hallar la resultante del sistema de fuerzas’’.
Concretamente, hallar la resultante quiere decir calcular cuánto vale la suma de
todas las fuerzas que actúan. A la fuerza resultante de la llama así justamente
porque se obtiene como ‘‘resultado’’ de sumar todas las demás (p. 23).
Es decir, que la resultante de un sistema de fuerzas es aquella que se obtiene al
sustituir todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo por una sola fuerza que tenga
el mismo efecto que las anteriores.
7.3.2. Equilibrio
Para Asimov (2013) ‘‘un cuerpo estará en equilibrio si la acción de fuerzas aplicada
sobre el mismo que pasan por un mismo punto, se compensa de manera tal que es
como si no actuara ninguna fuerza sobre el cuerpo’’ (pp. 33 – 34).
Es el estado de un cuerpo cuando en él actúan fuerzas iguales y de sentido
contrario que se destruyen mutuamente.
Se aplica tanto para cuerpos en reposo respecto de un sistema de referencia o para
cuerpos cuyo centro de masa se mueve con velocidad constante
7.3.2.1. Equilibrio estático
Un cuerpo se encuentra en equilibrio estático cuando todas las fuerzas que se
aplican sobre él no alteran su estado en reposo y la resultante de las mismas.
7.3.2.2. Equilibrio dinámico
Cuando la resultante de todas las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo son
nulas.
57
7.3.3. Centro de gravedad de un cuerpo
Cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, no están desequilibradas,
entonces el vector resultante de todas ellas es igual a cero; por ejemplo, si una
persona tira de una cuerda con una fuerza de 80 N y otra tira en dirección opuesta
con una fuerza igual, el vector resultante de las dos fuerzas es igual a cero y el
sistema está en equilibrio; también cabe decir que cada una de estas fuerzas es la
equilibrante de la otra.
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de
todas las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que
constituyen un cuerpo, manteniéndolo en equilibrio.
7.4. Trabajo
El término trabajo tiene un significado muy especial en Física. Cuando una fuerza
aplicada sobre un objeto hace que éste se mueva en dirección de alguna de sus
componentes se dice que efectúa trabajo. Así, no importa cuánto tiempo pase
alguien con una carga pesada sobre sus hombros, ya que, científicamente,
mientras permanezca inmóvil no está haciendo ningún trabajo sobre la carga. Solo
ejerce una fuerza ascendente que contrarresta la fuerza descendente de la
gravedad sobre la carga. En un contexto científico, la persona efectúa un trabajo si
levanta la carga hacia su hombro, la sube por un tramo de escaleras, o la arrastra
sobre el piso. En esos casos, la persona ejerce una fuerza que tiene un componente
en la dirección en que el objeto se mueve.
Para el Ministerio de Educación (2016) ‘’El trabajo efectuado por una fuerza
constante aplicada a un cuerpo es el producto de la componente de la fuerza en la
dirección del movimiento por el desplazamiento del punto de aplicación de la
fuerza.’’ (p. 123).
En sí, el trabajo es el producto de una fuerza por la distancia que recorre su punto
de aplicación:
𝑊 = 𝐹. 𝑑
Esta magnitud depende solamente de la fuerza aplicada y la distancia que el cuerpo
se desplaza, ya que en su determinación no intervienen ni la masa, ni el tiempo.
58
La unidad fundamental de trabajo en el S.I. es el julio (J), que se define como el
trabajo realizado por la fuerza de un newton en el espacio de un metro y en la
misma dirección de la fuerza.
7.5. Potencia
Al igual que el término trabajo, el de potencia posee un significado científico que
difiere en cierto modo del uso cotidiano. Cuando se dice que una persona tiene
gran potencia, en general se quiere dar a entender que es muy fuerte o que posee
gran autoridad. En física, el término potencia significa el tiempo que toma hacer un
trabajo.
Una persona realiza la misma cantidad de trabajo si sube un piso de escaleras en
un minuto o en cinco, pero su producción de potencia no será igual. La potencia
depende de tres factores: desplazamiento del cuerpo, fuerza en la dirección del
desplazamiento y el tiempo necesario.
Es decir, potencia es la cantidad de trabajo realizado en un tiempo determinado.
Por regla general la unidad de tiempo utilizada es el segundo y se denomina
potencia al trabajo que la fuerza produce por segundo. La potencia viene dada por
la fórmula:
𝑃 =𝑊
𝑡
Donde W es el trabajo y t el tiempo.
Las unidades fundamentales de potencia en los tres sistemas más utilizados son el
vatio (W) en el S.I., el ergio/segundo en el cegesimal y el kilográmetro/segundo en
el terrestre.
7.6. Energía
Para el Ministerio de Educación (2016) ‘‘La energía es la magnitud física que pone
de manifiesto la capacidad de un sistema físico para variar su propio estado o el de
otros sistemas’’ (p. 122).
La energía es toda causa capaz de producir trabajo, o también causa por la cual la
materia se transforma.
Se puede manifestar en forma de calor, luz, electricidad, magnetismo, radiación,
59
etc.
Cuando en un cuerpo se realiza un trabajo, aumenta la energía de éste o del
sistema.
Al levantar la tapa de una cafetera se realiza un trabajo, pero cuando se coloca de
nuevo es el vapor el que lo levanta. En este caso, el trabajo lo realiza el vapor
contenido en la cafetera por lo que se deduce que tenía la capacidad de efectuar
trabajo antes de que levantara la tapa: es decir, el vapor tenía energía, la cual se
define como todo aquello que posee la capacidad de realizar un trabajo si las
circunstancias son propicias. Debido a que en muchas ocasiones es posible
transformar la energía en trabajo mecánico, las unidades utilizadas para medir la
energía son las mismas que se usan para medir el trabajo.
7.6.1. Energía cinética
La energía cinética de un cuerpo es la capacidad que posee de realizar un trabajo
debido a su movimiento. La energía cinética de un cuerpo de masa m que se
desplaza a velocidad v es:
𝐸𝑐 =1
2𝑚𝑣2
Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo genera un movimiento, lo que implica
que se ha generado una aceleración. Si el cuerpo se desplaza, habrá un trabajo
haciendo que la energía del cuerpo aumente, A esta energía asociada con el
movimiento se la conoce como energía cinética.
7.6.2. Energía potencial
La energía potencial de un cuerpo es la capacidad que posee de realizar un trabajo
por efecto del estado o posición en que se encuentra a causa de las fuerzas que
actúan sobre el mismo.
7.6.3. Energía potencial gravitacional
La energía potencial gravitacional de un cuerpo es un campo gravitatorio uniforme
donde la aceleración de la gravedad es g, es decir, a un cuerpo que está sometido
a la fuerza gravitacional, puede expresarse por 𝐸𝑝 = 𝑚.𝑔. ℎ, en donde h es la altura.
60
7.6.4. Conservación de energía
Es una ley universal que rige las ciencias físicas, según la cual la energía no se
crea ni se destruye, sino que solo se transforma.
En estas transformaciones, la energía total permanece constante, antes y después
de cada transformación.
Se puede concluir que en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún
trabajo externo, la suma de las energía cinética y potencial que es igual a la energía
total de un cuerpo o sistema, permanece constante.
7.7. Temperatura
Para Vallejo y Ayala (2014) La temperatura (T) es un concepto estadístico
macroscópico importante en los sistemas de muchas partículas, relacionado con
las sensaciones de calor y frio.
En un sistema de partículas se debe diferenciar la energía asociada con el
movimiento del sistema como un todo y la energía asociada con el movimiento
interno de sus partículas o moléculas. La temperatura es función de la energía
cinética traslacional promedio de las partículas que conforman el sistema, por
consiguiente, es una propiedad independiente del movimiento del sistema como un
todo. Se define intuitivamente la temperatura sin necesidad de conocer su
naturaleza física, así cuando se siente que un cuerpo está ‘‘caliente’’ se dice que
su temperatura (T) es alta (p. 7).
Es decir que la temperatura es la energía cinética promedio de un grupo de
partículas que origina elevación de temperatura.
Del concepto se deduce que, a mayor velocidad de las partículas, los choques son
más intensos y continuos lo que originan que se produzca elevación en la
temperatura.
Según Alvarenga y Máximo (2010) mediante el sentido del tacto podemos percibir
cuál de dos cuerpos es el más caliente y cuál es el más frio, es decir, sabremos
conocer cuál tiene temperatura más elevada. En otras palabras, la temperatura de
un cuerpo es una propiedad que se relaciona con el hecho de que un cuerpo esté
‘‘más caliente’’ o ‘‘más frio’’.
61
7.7.1. Escalas de temperatura
Aunque un cuerpo sólo tiene una temperatura, ésta se puede medir en distintas
escalas, obteniendo distintos números, que representan esa única temperatura.
Celsius. - Empleada en España y Europa continental. También se conoce
como escala centígrada. Es la escala que se emplea en España y la Europa
continental para medir la temperatura. Ideada por el astrónomo sueco Anders
Celsius, en esta escala el agua se congela a 0 º C y hierve a 100 º C. Como
entre una cosa y la otra hay 100 divisiones, de ahí el nombre de centígrada. Es
la escala más usada en el mundo.
Fuente: http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/ESCALAS%20DE%20TEMPERATURA.pdf
Fahrenheit. - Empleada en EE.UU. y países de habla inglesa. Fue ideada por
el físico alemán Gabriel Fahrenheit. Intentando evitar temperaturas negativas
asignó a 0 º F la temperatura más baja que pudo alcanzar con una salmuera,
una mezcla de agua y sal, y 100 º F a la temperatura de un hombre sano. Con
posterioridad se redefinió la escala, asignando 32 º F a la temperatura de
congelación del agua y 212 º F a su punto de ebullición. Así, donde en la escala
centígrada hay 100 º C, (desde 100 a 0), en la escala Fahrenheit hay 180 º F
(de 212 a 32). Por lo tanto, una diferencia de 1 º F es más pequeña que 1 º C,
de hecho, 1 º C son 1.8 º F.
Fuente: http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/ESCALAS%20DE%20TEMPERATURA.pdf
Kelvin. - No tiene temperaturas negativas. En la escala Kelvin, ideada por el
físico inglés Lord Kelvin, no hay temperaturas negativas, ya que en ella la
temperatura más baja posible es 0 ° K, equivalente a – 273 º C. Nunca pueden
existir temperaturas inferiores a ella y, por eso, en la escala absoluta todas las
temperaturas son positivas. Es la escala empleada por científicos y técnicos
para medir la temperatura. (‘‘Escalas de temperatura’’, s.f.)
62
Fuente: http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/ESCALAS%20DE%20TEMPERATURA.pdf
7.8. Calor
Según Soldovieri (2016). ‘‘El calor Q es la transferencia de energía de una parte a
otra de un cuerpo o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de
temperatura’’ (p. 443).
Es la energía térmica que un cuerpo absorbe o emite. Esta energía dilata los
cuerpos, llega a fundir los sólidos, evapora los líquidos y se comunica de unos a
otros nivelando su temperatura.
La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional de Unidades es la misma
que la de la energía y el trabajo: el Joule o Julio (J).
Otra unidad ampliamente utilizada para medir la cantidad de energía térmica
intercambiada es la caloría (cal), que es la cantidad de energía que hay que
suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura 1 °C.
1 kcal = 1000 cal
1 cal = 4,187 J
1 kcal = 1 000 cal = 4 187 J
7.9. Dilatación
7.9.1. Dilatación de sólidos
La dilatación se da cuando las dimensiones de los cuerpos aumentan cuando se
eleva su temperatura. Salvo algunas excepciones, todos los cuerpos,
independientemente de que sean sólidos, líquidos o gaseosos, se dilatan cuando
aumentan su temperatura.
Según Alvarenga y Máximo (2010) un cuerpo se dilata cuando la temperatura de
un cuerpo se eleva, sabemos que hay un aumento de vibración en sus átomos y
moléculas. En virtud de una mayor vibración térmica, la distancia media entre esas
partículas se vuelve mayor y así el cuerpo como un todo, tendrá sus dimensiones
aumentadas, es decir, el cuerpo se dilata (p. 361).
63
7.9.2. Dilatación lineal
Al aplicar calor sobre una pieza metálica se producirá un aumento en la longitud de
ésta debido al fenómeno conocido como dilatación lineal. Al cesar la aplicación del
calor, el cuerpo tiende a recuperar sus dimensiones primitivas, teniendo lugar un
acortamiento.
Para Soldovieri (2016) la dilatación es un aumento de volumen, pero cuando en un
cuerpo domina una dimensión sobre las otras, por ejemplo, la longitud, interesa
sobre todo estudiar la dilatación en esa dimensión, despreciando la que tiene en
las otras, dándosele en este caso el nombre de Dilatación Lineal (p. 429)
7.9.2.1. Coeficiente de dilatación lineal
Es el aumento de longitud que experimenta la unidad de longitud de un cuerpo al
aumentar su temperatura un grado. El coeficiente de dilatación lineal, que se
designa por 𝑘, resulta ser:
𝑘 =𝑙 − 𝑙𝑜𝑙𝑜𝑡
Por su parte, la longitud de la pieza a una determinada temperatura se obtiene por
la expresión:
𝑙 = 𝑙𝑜(1 + 𝑘𝑡)
7.9.3. Dilatación superficial
En el estudio de la dilatación superficial, o sea, el aumento del área de un objeto
producido por una variación de temperatura, se observan las mismas leyes de la
dilatación lineal. Al considerar una placa de área 𝐴𝑜 y elevar su temperatura en ∆𝑡,
el área se vuelve 𝐴 al sufrir una dilatación superficial ∆𝐴 = 𝐴 − 𝐴𝑜.
7.9.3.1. Coeficiente de dilatación superficial
Es el aumento que experimenta la unidad de área al aumentar su temperatura un
grado. Designándola por 𝑘, resulta:
𝑘𝑠 =𝐴−𝐴𝑜
𝐴𝑜𝑡 ∴ 𝐴𝑆 = 𝐴𝑜(1 + 𝑘𝑠𝑡)
Si la temperatura varía de 𝑡1 °𝐶 deberá reemplazarse en la fórmula 𝑡 por 𝑡2 − 𝑡1.
64
Puede demostrarse que en primera aproximación el coeficiente de dilatación lineal.
O sea:
𝑘𝑠 = 2𝑘
de modo que puede escribirse:
𝐴 = 𝐴𝑂(1 + 2𝑘𝑡)
7.9.4. Dilatación cúbica
Al calentar un cuerpo sólido se produce un aumento en su volumen, es decir, una
dilatación que en este caso se denomina dilatación cúbica.
7.9.4.1. Coeficiente de dilatación cúbica
Es el aumento que experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura
un grado. Designándola por 𝑘, se obtiene:
𝑘𝑐 =𝑉−𝑉𝑜
𝑉𝑜𝑡 ∴ 𝑉 = 𝑉𝑜(1 + 𝑘𝑐𝑡)
Si la temperatura varía de 𝑡1 a 𝑡2 deberá reemplazarse en la fórmula 𝑡 por 𝑡2 − 𝑡1.
Se demuestra fácilmente que en primera aproximación el coeficiente de dilatación
cúbica es el triplo del coeficiente de dilatación lineal. O sea:
𝑘𝑐 = 3𝑘
de modo que puede escribirse:
𝑉 = 𝑉𝑂(1 + 3𝑘𝑡)
7.9.5. Dilatación de los líquidos
Según Alvarenga y Máximo (2010) los líquidos se dilatan obedeciendo las mismas
leyes que se cumplen para los sólidos. Únicamente se debe recordar que como los
líquidos no tienen forma propia, sino que toman la forma del recipiente que los
contiene, es estudio de sus dilataciones lineal y superficial no es importante. Lo que
interesa, en general, es el conocimiento de su dilatación volumétrica. Por ello, en el
caso de los líquidos únicamente se tabulan sus coeficientes de dilatación
volumétrica (p. 368).
65
7.10. Termodinámica
Según Soldovieri (2016) ‘‘La termodinámica se ocupa de la energía y sus
transformaciones en los sistemas, desde un punto de vista microscópico. Sus leyes
son restricciones generales que la naturaleza impone en todas esas
transformaciones’’ (p.408)
La termodinámica es aquella parte de la física que estudia los fenómenos naturales
en los cuales la temperatura juega un papel importante. Estos fenómenos van
usualmente aunados a cambios de energía
La termodinámica no solamente estudia el calor, sino todo tipo de formas de
energía (mecánica, eléctrica, química, nuclear, etc.). Hoy en día, la termodinámica
abarca campos tan diversos como la ingeniería, la biología, la química, la medicina
entre otras. Se podría decir que la termodinámica es la ciencia que estudia las
transformaciones energéticas.
La termodinámica se desarrolla a partir de cuatro principios o leyes.
Principio Cero: permite definir la temperatura como una propiedad.
Primer Principio: define el concepto de energía como magnitud conservativa.
Segundo Principio: define la entropía como magnitud no conservativa, una
medida de la dirección de los procesos.
Tercer Principio: postula algunas propiedades en el cero absoluto de
temperatura.
7.10.1. Principio cero de la termodinámica
El principio cero de la termodinámica dice que:
Si dos cuerpos A Y B están en equilibrio térmico con un tercer sistema C, entonces
A y B están en equilibrio térmico entre sí.
Según García et al. (s.f.) afirma que la ley Cero nos permite diferenciar los cuerpos
entre sí con respecto a su ‘‘grado de calentamiento’’. Este atributo, que es una
propiedad del sistema, lo identificamos con su temperatura, que resulta ser un
concepto macroscópico (medible).
A través de estos conceptos podemos entender el funcionamiento de los
dispositivos llamados termómetros, que son los aparatos que precisamente miden
66
la propiedad temperatura de los cuerpos (p. 91).
Por ejemplo, si considera un cuerpo B que consiste en un tubo con un capilar
conteniendo mercurio y cuyos niveles de altura sobre el capilar representan
diferentes temperaturas. Ahora considera un cuerpo A, por ejemplo, el cuerpo
humano, se acercas el termómetro al cuerpo humano y lo dejas suficiente tiempo,
el termómetro alcanzará el valor correspondiente a su temperatura, esto es, el
termómetro y el cuerpo humano estarán en equilibrio térmico entre sí y por tanto
tendrán el mismo valor numérico para la propiedad temperatura.
Debe destacarse que la formulación de la ley Cero contiene tres ideas firmes:
La existencia de una variable de estado, llamado temperatura
La igualdad de temperaturas como una condición para el equilibrio térmico
entre dos sistemas, o entre partes del mismo sistema.
La existencia de una relación entre las variables independientes del sistema y
la temperatura, llamada ecuación de estado
7.10.2. Primera ley de la termodinámica
Para esta ley existe una función de estado 𝑈, llamada energía interna, para la cual
se verifica que:
∆𝑈 = ∆𝑄 − ∆𝑊
En la evolución de un sistema de un estado inicial 1 a un estado final 2. A 𝑈 se le
designa como función de estado debido a que su valor depende exclusivamente de
los estados inicial y final del sistema, no del camino recorrido. Por lo tanto, según
el primer principio de la termodinámica, el aumento de la energía interna de un
sistema es igual al calor absorbido por el mismo, menos el trabajo el trabajo
realizado por el sistema.
Hablando en términos de energía, la primera ley, expresada verbalmente es
equivalente a decir que la energía se conserva, o sea que para un sistema dado:
{𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎
𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
} − {𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑒
𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
} = {𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎
𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑎𝑐𝑢𝑙𝑎𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
}
Ahora nos es claro que existen tres tipos de intercambios de energía entre un
67
sistema y sus alrededores:
Interacciones de trabajo
Interacciones de calor
Intercambio de energía debido a la entrada o salida de materia.
Analicemos cada aspecto por separado. El trabajo realizado por el sistema (sale)
se considera positivo, y el calor que recibe (entra) es también positivo. Las
corrientes que entran o salen aportan una energía asociada al intercambio de masa
ya que la energía es una propiedad extensiva.
7.10.3. Segunda ley de la termodinámica
Según Vallejo y Ayala (2014) ‘‘La primera ley de la Termodinámica establece que
la energía solamente se transforma; la segunda ley complementa a la primera
prediciendo el sentido de estas transformaciones, así el calor siempre fluye
espontáneamente de un cuerpo caliente hacia otro frío’’ (p. 31).
Según Medina y Ovejero (2010) el Segundo Principio de la Termodinámica se
desarrolló en el s. XIX durante la revolución industrial, en pleno desarrollo de
máquinas capaces de producir trabajo mecánico. Basados en consideraciones
experimentales, en 1850 y 1851, Clausius y Kelvin (y más tarde Planck) formularon
los siguientes enunciados:
Enunciado de Clausius: es imposible construir un dispositivo que funcionando
cíclicamente no produzca otro efecto más que la transferencia de calor de una
fuente a otra de mayor temperatura.
Enunciado de Kelvin-Planck: es imposible construir un dispositivo que
funcionando cíclicamente no produzca otro efecto más que extraer calor de una
fuente y convertirlo íntegramente en trabajo (p. 23 – 24).
Se puede demostrar que ambos enunciados son equivalentes. Es importante
resaltar que no es imposible convertir íntegramente calor en trabajo, pero sí lo es
si el proceso es cíclico, es decir, si el sistema vuelve a su estado inicial. Si el
proceso es cíclico necesariamente para producir un trabajo se ha de ceder una
fracción del calor a una fuente fría, el rendimiento del motor no puede ser la unidad
(0 ≤ η < 1). Y en el caso de un frigorífico, si se pretende extraer un calor de una
fuente fría es imprescindible realizar un trabajo, no puede ser el rendimiento infinito
68
(0 ≤ ϵ < ∞).
Es decir, el Segundo Principio proporciona unas cotas superiores para el
rendimiento de las maquinas térmicas.
7.11. Corriente eléctrica
Es el desplazamiento de electrones a través de un cuerpo conductor. Cuando un
conductor se conecta por sus extremos a los bornes de un generador, los
electrones libres se desplazan en un determinado sentido debido a la creación de
un campo eléctrico de todos los puntos del conductor. Se dice entonces que se ha
establecido una corriente eléctrica.
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
La cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección unitaria se denomina
intensidad de la corriente (𝐼), magnitud cuya unidad en el S.I. es el amperio (𝐴).
La intensidad de la corriente en una sección de un conductor es la cantidad de
electricidad que atraviesa dicha sección en la unidad de tiempo. Se designa por (𝐼).
Luego si en el tiempo (𝑡) la carga (𝑄) atraviesa una sección de un conductor, la
intensidad de la corriente es:
𝐼 =𝑄
𝑡
𝐼 =𝐶
𝑠= 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜 (𝐴)
Si la intensidad y el sentido de una corriente no varían se dice que la corriente es
constante. Si es el sentido el que no varía la corriente es directa. La corriente
contante también es directa. Sí varían el sentido y la intensidad la corriente es
variable. Un caso importante es la corriente alterna, que varía periódicamente en
sentido e intensidad.
El paso de una corriente eléctrica por un conductor se reconoce porque en éste y
69
en el espacio que lo rodea se manifiestan los siguientes fenómenos:
a) Efecto calorífico elevándose la temperatura del conductor.
b) Efecto magnético ejerciendo fuerzas sobre las corrientes e imanes próximos.
c) Efecto químico descomponiendo las soluciones de ácidos, hidróxidos y sales
que se interponen a su paso.
La magnitud de estos efectos se emplea para medir indirectamente la intensidad d
la corriente.
7.11.1. Resistencia Eléctrica. Ley de Ohm
Según Vallejo y Ayala (2014) para que la carga eléctrica fluya en un conductor debe
vencer cierta oposición conocida como resistencia eléctrica (R). La intensidad de
corriente que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia
de potencial (V) entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia
(R). Este enunciado corresponde a la ley de Ohm cuya expresión matemática es:
(p.133).
𝐼 =𝑉
𝑅
Para determinar R basta medir la diferencia de potencial (𝑉) u la intensidad (𝐼) de
la corriente que pasa por un conductor. Para ello, es necesario conectar un
voltímetro en paralelo y un amperímetro en serie con el conductor.
7.11.2. Circuito eléctrico
Según Vallejo y Ayala (2014) un circuito es un conjunto de elementos eléctricos
unidos mediante conductores; un circuito al menos debe costar de: fuente,
resistencia y conductores, formando un sistema cerrado.
Fuente: http://definicion.de/circuito-electrico/
70
Las resistencias se pueden asociar eléctricamente de dos maneras: en serie y en
paralelo cuando se encuentran una a continuación de otra y en paralelo cuando se
encuentran en diferentes ramales en los que se ha dividido el circuito.
Cuando las resistencias se conectan en serie por cada una circula la misma
intensidad (𝐼) y la diferencia de potencial entre A y B, se divide: (p. 135 – 136).
Fuente: www.salvador.maciashernandez.com
𝑉𝐴𝐵 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
Aplicando la ley de Ohm:
𝐼. 𝑅𝑒𝑞 = 𝐼. 𝑅1 + 𝐼. 𝑅2 + 𝐼. 𝑅3
Simplificando:
𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3
Al conectar las resistencia en paralelo la diferencia de potencial (𝑉𝐴𝐵) de cada ramal
es la misma y la corriente se distribuye entre los ramales.
Fuente: http://tecnologiaestefania.blogspot.com/2009/01/circuitos-electricos-clculos.html
𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3
Aplicando la ley de Ohm:
𝑉𝐴𝐵
𝑅𝑒𝑞=
𝑉𝐴𝐵
𝑅1+
𝑉𝐴𝐵
𝑅2+
𝑉𝐴𝐵
𝑅3
Simplificando:
71
1
𝑅𝑒𝑞=
1
𝑅1+
1
𝑅2+
1
𝑅3
7.12. Movimiento Armónico Simple
Clase especial de movimiento periódico o de vaivén, el cuerpo oscila a un lado y a
otro de su posición de equilibrio en una dirección determinada en intervalos de
tiempo.
7.12.1. Ecuaciones del Movimiento Armónico Simple
7.12.1.1. Ecuación de la posición
Según el Ministerio de Educación (2016) al considerar la siguiente figura, si nos
fijamos en que, en la masa unida al muelle, su movimiento se repite periódicamente.
Es decir, cada cierto tiempo la masa vuelve a pasar por el mismo punto, con la
misma velocidad y la misma aceleración.
Fuente: Adaptado del Texto Física BGU 2°. Ministerio de Educación del Ecuador
Podemos, por tanto, describir su movimiento utilizando una función matemática
armónica o periódica. En general, la ecuación de la posición o del movimiento de
cualquier cuerpo que describe un MAS es la siguiente:
𝑥 = 𝐴. 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 𝜑)
Los distintos parámetros que aparecen en ella, son los siguientes:
Elongación
Es la ubicación que se encuentra la partícula en un instante de tiempo determinado,
respecto a la posición de equilibrio.
Amplitud
Según Vallejo y Zambrano (2015) ‘‘Es la distancia máxima que existe entre la
72
posición de equilibrio y la posición de la partícula en su vibración (𝐴 = 𝑥𝑚á𝑥). En
esta posición la fuerza neta que actúa sobre la partícula es máxima’’ (p. 138).
Oscilación
Es el recorrido de la partícula hasta que el estado de movimiento se repita
exactamente en desplazamiento velocidad y aceleración
Periodo
Es el tiempo que un cuerpo tarda en volver a pasar por la misma posición o en dar
una oscilación completa.
𝑇 =2𝜋
𝑤
Donde w es la frecuencia angular
Frecuencia
Es el número de oscilaciones realizadas en una unidad de tiempo.
𝑓 =1
𝑇
7.12.1.2. Ecuación de la velocidad y aceleración
Las ecuaciones que determinan los valores de la velocidad y aceleración lineales
en función de la amplitud, la frecuencia angular y la medida de los ángulos son:
𝑣 =𝑑𝑥
𝑑𝑡= 𝑣 = 𝐴.𝑤. cos(𝑤𝑡 + 𝜑)
𝑎 =𝑑𝑣
𝑑𝑡= 𝑎 = −𝐴.𝑤2. 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 𝜑)
7.12.2. Ley de Hooke
Según Sanger (s.f.) la Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que
exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un
cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando
no se sobrepase el límite de elasticidad. Robert Hooke (1635-1703), estudió, entre
otras cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En
1678 publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza que devuelve un
73
resorte a su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se
desplaza de esa posición” (párr. 1).
𝐹 = 𝑘𝑥
Dónde:
F = fuerza aplicada al resorte
k = Constante de proporcionalidad
x = Variación de la longitud del resorte
8. MANUAL
Un manual es un libro o folleto en el cual se recogen los aspectos básicos,
esenciales de una materia. Así, los manuales nos permiten comprender mejor el
funcionamiento de algo, o acceder, de manera ordenada y concisa, al conocimiento
algún tema o materia.
8.1. Estructura del manual
El manual como resultado científico de una investigación educativa debe incluir:
Índice
Introducción
Objetivo
Funciones o contenido del manual
En primer lugar, comenzará con un “índice” en el que, al igual que todo texto, se
indicará el número de páginas en que se localiza cada título y subtítulo. Es un índice
numérico, cuyo ordenamiento respeta la secuencia con que se presentan los temas
en el manual.
La segunda sección será la “introducción” en la que se explicará el propósito del
manual y se incluirán aquellos comentarios que sirvan para proponer al lector y
clarificar contenidos de las secciones siguientes.
La tercera sección serán los objetivos del manual que contendrá la explicación de
los propósitos de la aplicación del manual y los motivos que le dieron origen.
Las funciones o contenido del manual, es la cuarta sección, esta es la parte más
74
importante y la verdadera razón del manual, en esta sección se pone las funciones
y tareas para cada área en que se haya trabajado, con especificaciones claras y
precisas del tratamiento o curso de acción a seguir ante cada actividad.
Entre los parámetros que presentan los manuales están:
a. Función que realiza
Orientar, guiar determinadas acciones o actividades, dar instrucciones para el
funcionamiento de algo.
b. Misión o propósito
Asegurar el funcionamiento eficiente de los diferentes procesos y actividades que
se llevan a cabo en una institución o en un programa determinado.
Brindar los pasos y acciones a realizar en las funciones y actividades de un área
determinada para que las personas se desempeñen adecuadamente basadas en
las normas y procedimientos que se establecen.
c. Utilidad práctica
Es una documentación que se tiene 'a mano', en caso de duda, para realizar alguna
actividad.
d. Diseño
Se utilizan dibujos o esquemas solo para facilitar la comprensión de las
orientaciones.
e. Lenguaje
Se deben utilizar palabras claras, técnicas, de la materia, la especialidad o el nivel
de educación a la que pertenece.
f. Estructura
Introducción
Índice
Objetivo
Contenido
Orientaciones
75
Pasos a seguir
Metodologías
Instrucciones
Diseños
Esquemas
Herramientas o materiales a utilizar.
Bibliografía
g. Contenido
Recoge minuciosa y detalladamente las instrucciones que se deben seguir para
realizar una determinada actividad, de una manera sencilla, para que sea fácil de
entender, y permita a los agentes educativos desarrollar correctamente la actividad
propuesta. También debe tener las herramientas necesarias que se utilizarán y la
forma en que deben ser realizadas.
Etapas para el diseño de manuales
a. Reunir toda la información básica necesaria sobre los usuarios (conocimientos
previos, nivel de comprensión, entre otros).
b. Recopilar la bibliografía y documentación necesaria para poder desarrollar los
contenidos.
c. Definir los objetivos específicos del material, los contenidos y precisar las
características físicas, obteniendo así el esqueleto del material.
d. Comenzar a "darle cuerpo al esqueleto" utilizando la información recopilada y
estructurada en el paso anterior (redactar los contenidos teniendo en cuenta la
secuencia, su formato o tamaño, tipo y tamaño de letras, dibujar las
ilustraciones, asegurando la distribución espacial del texto y las ilustraciones
previstas en el diseño).
e. Revisar y corregir el material resultado de la investigación teniendo en cuenta
si el material corresponde al objetivo para el cual fue diseñado, si los contenidos
han sido desarrollados correctamente. Si el lenguaje resulta comprensible, si
las ilustraciones son significativas y adecuadas para el contexto del niño, la
familia o el personal encargado de la atención de los niños, según corresponda.
f. Evaluar el material resultado de la investigación con expertos para que
examinen las características físicas y pedagógicas con el fin de proponer
76
cambios necesarios que aseguren el logro de los objetivos planteados.
g. Puede existir una segunda evaluación del material resultado de la investigación
que sea utilizado directamente con pequeños grupos de personas para recoger
las dificultades, aciertos e impresiones que se haya experimentado en el uso
del material. Los evaluadores pueden recurrir a cuestionarios, guías de
observación y entrevistas para recoger las opiniones respecto al material.
77
e. MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES UTIZADOS EN LA INVESTIGACIÓN
Los materiales que se utilizaron en la presente investigación, son los siguientes:
Materiales de escritorio
Computador personal
Material bibliográfico
Flash memory
Impresora
Internet
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Este trabajo requirió de un proceso ordenado para cumplir con los fines propuestos,
por lo cual se utilizaron materiales, métodos y técnicas que sirvieron de guía y
facilitaron el desarrollo de la presente investigación. El diseño del mismo es de
carácter descriptiva – explicativa.
MÉTODOS
Durante el desarrollo de la investigación se emplearon varios métodos, entre ellos
están: método científico, deductivo, inductivo, experimental, hipotético – deductivo,
y el analítico – sintético.
El método científico sirvió de guía durante toda la investigación, siguiendo un
proceso ordenado, sistemático, partiendo desde la formulación del problema, los
objetivos, el marco teórico, hipótesis y su respectiva comprobación.
El método deductivo permitió explicar casos particulares a partir de hechos
generales, permitiendo inferir nuevos conocimientos; en la implementación de
trabajos prácticos de laboratorio de Física.
El método inductivo permitió obtener conclusiones generales a partir de premisas
particulares; vinculando la teoría con la práctica, mediante el diseño y ejecución de
prácticas de laboratorio.
El método experimental se lo utilizó para incidir significativamente en el proceso
enseñanza - aprendizaje de la Física, a través del diseño de prácticas de
78
laboratorio.
El Método hipotético-deductivo ayudó a plantear las hipótesis del problema, para
luego ser verificadas, y establecer las conclusiones correspondientes.
El Método analítico – sintético se empleó para analizar el objeto de estudio,
efectuando un estudio a fondo de la relación entre las causas que originaron el
problema y las consecuencias que provoca el mismo.
TÉCNICAS
Encuesta: Esta técnica se aplicó a estudiantes y dos docentes del segundo año de
Bachillerato General Unificado, el instrumento que se utilizó fue un cuestionario con
preguntas objetivas, de alternativas específicas y de fácil comprensión para el
encuestado.
Observación: La aplicación de esta técnica permitió apreciar atentamente la
realidad del fenómeno de estudio, tomando información necesaria y registrándola
para un posterior análisis.
POBLACIÓN Y MUESTRA
Para el desarrollo de la investigación se consideró a cuarenta estudiantes del
segundo año de Bachillerato General Unificado de la Unidad Educativa
Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’, periodo académico 2016 - 2017, además
dos docentes de Física del mismo año académico.
CUADRO DESCRIPTIVO DE LA POBLACIÓN A INVESTIGARSE
CUADRO N° 1
POBLACIÓN Número
Estudiantes del segundo año del BGU 40
Docentes del segundo año del BGU 2
TOTAL 42
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’
RESPONSABLE: William Calderón
APLICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
El desarrollo del trabajo investigativo se inició con la aplicación de encuestas tanto
79
a docentes de la asignatura de Física, como a estudiantes del segundo año de
Bachillerato General Unificado, con el fin de obtener información sobre la
implementación de trabajos prácticos de laboratorio de Física por parte de los
docentes, y estudiantes de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal
Zambrano’’, obteniendo datos reales sobre la realización de trabajos prácticos
desarrollados por los docentes de la asignatura.
PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
Al concluir la aplicación de las encuestas a docentes de Física y estudiantes del
segundo año de Bachillerato General Unificado, se procedió a tabular los datos,
utilizando la estadística descriptiva, determinando porcentajes, analizando e
interpretando los mismos.
80
f. RESULTADOS
ENCUESTA DIRIGIDA A DOCENTES
1. ¿Con qué frecuencia vincula la teoría con la práctica para fortalecer los
conocimientos teóricos impartidos en clase de física?
CUADRO N° 1
FRECUENCIA DEL PROCESO DE VINCULACIÓN TEÓRICO - PRÁCTICO
ALTERNATIVA f %
a. Cada semana 0 0
b. Cada quince días 0 0
c. Cada mes 1 50
d. Nunca 1 50
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ RESPONSABLE: William Calderón
GRÁFICO N° 1
FRECUENCIA DEL PROCESO DE VINCULACIÓN TEÓRICO - PRÁCTICO
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ RESPONSABLE: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
La vinculación teoría - práctica es aquella que permite proporcionar al estudiante
los medios para logar una comprensión adecuada de los procesos del mundo físico,
adquiriendo conocimientos necesarios para interpretar fenómenos y resolver
problemas.
En el cuadro estadístico se observa que el 50% de los docentes encuestados
0% 0%
50% 50%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
Cada semana Cada quince días Cada mes Nunca
81
vincula la teoría con la práctica para fortalecer los conocimientos teóricos impartidos
en clase de Física cada mes, mientras que el otro 50% no vincula la teoría con la
práctica en el proceso enseñanza – aprendizaje de la Física.
De acuerdo al análisis de los datos, se deduce que uno de los docentes si vincula
la teoría con la práctica con poca frecuencia, mientras que el otro no ha recurrido a
esta estrategia de enseñanza – aprendizaje, por lo que se concluye que la
enseñanza de la física a nivel científico, responde a una educación teórica,
considerándola los estudiantes a la asignatura como abstracta y difícil, llevándolos
al memorismo antes que, al desarrollo del pensamiento lógico.
2. ¿Cómo vincula la teoría con la práctica en el proceso enseñanza -
aprendizaje de la física?
CUADRO N° 2
FORMAS DE VINCULACIÓN DE LA TEORÍA CON LA PRÁCTICA
ALTERNATIVA f %
a. Mediante la resolución de problemas 2 100
b. Mediante la ejecución de prácticas de
laboratorio 0 0
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ RESPONSABLE: William Calderón
GRÁFICO N° 2
FORMAS DE VINCULACIÓN DE LA TEORÍA CON LA PRÁCTICA
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ RESPONSABLE: William Calderón
100%
0%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
a b
82
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
En referencia al cuadro estadístico se obtiene que el 100% de los docentes
encuestados vincula la teoría con la práctica solamente mediante la resolución de
problemas.
Los docentes encuestados manifiestan que la vinculación de la teoría con la
práctica la realizan a través de la resolución de problemas, por lo que se deduce
que no recurren a la realización de trabajos prácticos de laboratorio, impidiendo que
los estudiantes consoliden, profundicen y comprueben los fundamentos teóricos de
la asignatura de Física.
3. ¿Cuáles son las causas para que se realicen prácticas de laboratorio de
física en forma esporádica?
CUADRO N° 3
CAUSAS PARA QUE SE REALICEN PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN
FORMA ESPORÁDICA
INDICADORES f %
a. No contar con un laboratorio 2 100
b. Falta de equipos en el laboratorio 0 0
c. Falta de guías didácticas 0 0
d. Falta de tiempo 1 50
e. Falta de planificación 0 0
f. Falta de recursos económicos 2 100
g. Falta de capacitación docente 0 0
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
83
GRÁFICO N° 3
CAUSAS PARA QUE SE REALICEN PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN
FORMA ESPORÁDICA
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Las prácticas de laboratorio han sido utilizadas como un medio para adquirir
habilidades prácticas para el uso y manipulación de aparatos, para el aprendizaje
de determinadas técnicas experimentales, y como una forma de ilustrar o de
comprobar experimentalmente muchos de los hechos y leyes científicas
presentadas en nuestro entorno.
De los datos del cuadro estadístico se tiene que el 100% de docentes encuestados
señalan que las prácticas de laboratorio se realizan en forma esporádica debido a
la falta de un laboratorio de Física, por los escasos recursos económicos con que
cuenta la institución, uno de ellos indica por falta de tiempo y que bien se podrían
hacer con materiales del medio.
Del análisis realizado se infiere que la institución no tiene un laboratorio
implementado para llevar a cabo la experimentación de la asignatura de física,
porque no cuenta con el presupuesto necesario, ocasionando un impacto negativo
en la consecución de los objetivos de la asignatura.
100%
0% 0%
50%
0%
100%
0%0%
20%
40%
60%
80%
100%
a b c d e f g
84
4. ¿Con qué tipo de prácticas motiva a los estudiantes al estudio de la física?
CUADRO N° 4
TIPOS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
INDICADORES f %
a. Prácticas demostrativas 1 50
b. Prácticas experimentales 0 0
c. Ninguna 1 50
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 4
TIPOS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Las prácticas demostrativas son muy utilizadas en la demostración de leyes en la
enseñanza de la Física, lo que representa a una actividad experimental que se
realizan en el contexto de una clase teórica con el fin de explicar algún fenómeno
o ley para facilitar su comprensión.
Del cuadro estadístico se obtiene que el 50% motiva a los estudiantes al estudio de
la Física mediante la ejecución de prácticas demostrativas dentro del aula, mientras
que el otro 50% no realiza práctica alguna.
Del análisis de los datos se determina que uno de los docentes encuestados
50%
0%
50%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
a b c
85
manifiesta que solamente realiza prácticas demostrativas, vinculando la teoría con
la práctica la mayoría de veces mediante instrumentos caseros, mientras que el
otro docente no realiza ninguna de las prácticas, impidiendo que el estudiante
relacione la experimentación con la teoría impartida en clase, consecuentemente
no se está consolidando los conocimientos impartidos en clase mediante la
experimentación.
5. ¿Usted elabora equipos e instrumentos como recursos didácticos para la
realización de prácticas de laboratorio en la asignatura de la física?
CUADRO N° 5
ELABORACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS COMO RECURSO
DIDÁCTICO
ALTERNATIVA f %
Si 0 0
No 2 100
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 5
ELABORACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS COMO RECURSO
DIDÁCTICO
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
0%
100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Si No
86
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Para Moreno (2004) Los recursos didácticos son instrumentos y medios que
proveen al educador de pautas y criterios para la toma de decisiones, tanto en la
planificación como en la intervención directa en el proceso de enseñanza (p. 2).
Del cuadro estadístico se obtiene que el 100% de docentes no elabora equipos e
instrumentos como recursos didácticos para la realización de prácticas de
laboratorio en la asignatura de la Física.
Del análisis de datos, se deduce que los docentes no elaboran equipos e
instrumentos que le permitan comprobar las leyes físicas que exige la misma
asignatura.
Esta realidad, como lo menciona un docente, se debe a la falta de capacitación,
provocando en los estudiantes un bajo rendimiento académico, lo cual incide en el
aprendizaje de la física y su formación científica – técnica.
6. Considera usted que la realización de trabajos prácticos fortalece el
aprendizaje de los estudiantes en la asignatura de física.
CUADRO N° 6
INCIDENCIA DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL APRENDIZAJE DE LOS
ESTUDIANTES
ALTERNATIVA f %
Si 2 100
No 0 0
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
87
GRÁFICO N° 6
INCIDENCIA DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL APRENDIZAJE DE LOS
ESTUDIANTES
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Los trabajos prácticos son actividades diseñadas que tienen como objetivo vincular
la teoría con la práctica, permitiendo un conocimiento vivencial de los fenómenos a
estudiarse y a la asimilación de los conceptos estudiados en las clases teóricas.
En lo referente a los datos obtenidos el 100% de los docentes encuestados
consideran que la realización de trabajos prácticos si fortalece el aprendizaje de los
estudiantes en la asignatura de física
De acuerdo al análisis realizado se puede evidenciar que los docentes encuestados
sostienen que los trabajos prácticos si fortalecen el aprendizaje de los estudiantes
en la asignatura de Física. Conscientes de que el propósito fundamental que se
desea lograr mediante la aplicación de trabajos prácticos es iniciar al alumno en
una indagación sistemática del mundo, que le permita manejar explicaciones
coherentes de los fenómenos naturales de nuestro entorno, a la vez fomentar una
serie de actitudes y el desarrollo de habilidades y destrezas de carácter operatorio
e instrumental, que favorezca a la formación integral del estudiante.
100%
0%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Si No
88
7. ¿Por qué considera que es importante la realización de trabajos prácticos
en el estudio de la física?
CUADRO N° 7
IMPORTANCIA DE LA REALIZACIÓN DE TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL
ESTUDIO DE LA FÍSICA
INDICADORES f %
a. Permite la vinculación teoría -
práctica 0 0
b. Mejora el proceso enseñanza
aprendizaje 2 100
c. Consolida los conocimientos en
los estudiantes 0 0
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 7
IMPORTANCIA DE LA REALIZACIÓN DE TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL
ESTUDIO DE LA FÍSICA
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Los datos obtenidos demuestran que el 100% de los docentes encuestados
consideran que es importante la realización de trabajos prácticos en el estudio de
0%
100%
0%0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
a b c
89
la física debido a que mejora el proceso enseñanza aprendizaje y consolida los
conocimientos en los estudiantes
Del análisis realizado se deduce la importancia de la realización de trabajos
prácticos en el estudio de la Física radica en la mejora del proceso de enseñanza
aprendizaje de la asignatura en sí; lo que implica la búsqueda de lineamientos
alternativos que incluyan la realización de trabajos prácticos a fin de vincular la
teoría con la práctica y de esta manera mejorar la calidad del proceso educativo a
desarrollar.
8. ¿Ha asistido a encuentros académicos sobre elaboración de equipos de
laboratorio de bajo costo en la enseñanza de la física?
CUADRO N° 8
ASISTENCIA A ENCUENTROS ACADÉMICOS SOBRE ELABORACIÓN DE
EQUIPOS DE LABORATORIO
ALTERNATIVA f %
Si 0 0
No 2 100
TOTAL 2 100
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 8
ASISTENCIA A ENCUENTROS ACADÉMICOS SOBRE ELABORACIÓN DE
EQUIPOS DE LABORATORIO
FUENTE: Docentes de física de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
0%
100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Si No
90
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Los docentes manifiestan que no han asistido a encuentros académicos sobre la
elaboración de equipos de laboratorio para enseñanza de la Física.
Del análisis se deduce que, la falta de prácticas de laboratorio de Física se debe a
la falta de capacitación docente, ya que al no contar con un laboratorio deberían
ser imaginativos y creativos para elaborar materiales que le permitan la realización
de prácticas de Física con los estudiantes.
91
ENCUESTA DIRIGIDA A ESTUDIANTES
1. ¿Cómo vincula su docente la teoría con la práctica en el proceso
enseñanza-aprendizaje de la física?
CUADRO N° 9
PROCESO TEÓRICO - PRÁCTICO
INDICADORES f %
a. Mediante la resolución de problemas 39 98
b. Mediante la ejecución de prácticas de
laboratorio 1 2
TOTAL 40 100
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 9
PROCESO TEÓRICO - PRÁCTICO
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Según la información del cuadro estadístico, el 98% de encuestados manifiestan
que la vinculación teoría – práctica lo hacen mediante la resolución de problemas,
mientras que el 2% mediante la ejecución de prácticas de laboratorio.
Los datos obtenidos muestran que los docentes no están realizando prácticas de
laboratorio que permitan la vinculación de la teoría con la práctica de la asignatura
de Física, siendo un limitante en el proceso enseñanza – aprendizaje de la Física,
98%
2%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
a b
92
debido a que impide que los estudiantes aprendan y entiendan de mejor manera la
asignatura de Física mediante la manipulación de objetos y resultados concretos,
teniendo la oportunidad de manejar aparatos, hacer mediciones de variables que le
permitan proceder posteriormente al análisis e interpretación de resultados y
explicar científicamente los fenómenos físicos y no únicamente mediante la
resolución de problemas.
2. ¿Con qué frecuencia su docente vincula la teoría con la práctica para
fortalecer los conocimientos teóricos impartidos en la clase de física?
CUADRO N° 10
FRECUENCIA DEL PROCESO TEÓRICO - PRÁCTICO
ALTERNATIVAS f %
a. Cada semana 3 7
b. Cada quince días 4 10
c. Cada mes 6 15
d. Nunca 27 68
TOTAL 40 100
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 10
FRECUENCIA DEL PROCESO TEÓRICO - PRÁCTICO
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
7%10%
15%
68%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
a b c d
93
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Del total de encuestados, el 68% manifiestan que su docente no vincula la teoría
con la práctica, mientras que sumando las otras alternativas se tiene que el 32%
manifiesta que su docente vincula la teoría con la práctica en forma esporádica.
Según los resultados obtenidos, se puede deducir que los docentes no están
realizando trabajos prácticos de laboratorio, las cuales al implementarlas al proceso
de enseñanza – aprendizaje de la Física, resultarían ser unas excelentes
estrategias de enseñanza para que los estudiantes desarrollen procesos de
observación de fenómenos, recolección y análisis de datos para explicar las
observaciones, pudiendo llegar a realizar modelos cualitativos matemáticos
explicativos, permitiendo extender el papel de observación directa y distinguir entre
las inferencias que se realizan a partir de la teoría y las que se realizan a partir de
la práctica.
3. ¿A su criterio, cuáles son las causas para que se realicen escazas
prácticas de laboratorio de física?
CUADRO N° 11
CAUSAS PARA QUE SE REALICEN PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN
FORMA ESPORÁDICA
INDICADORES f %
a. No contar con un laboratorio 39 98
b. Falta de equipos en el laboratorio 15 38
c. Falta de guías didácticas 10 25
d. Falta de tiempo 5 13
e. Falta de planificación 3 8
f. Falta de recursos económicos 38 95
g. Falta de capacitación docente 6 15
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
94
GRÁFICO N° 11
CAUSAS PARA QUE SE REALICEN PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN
FORMA ESPORÁDICA
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
De los datos del cuadro estadístico se tiene que el 98% estudiantes encuestados
señalan que las escazas prácticas de laboratorio que se realizan en la institución
es debido a la falta de un laboratorio de Física, el 38% por falta de equipos en el
laboratorio, el 95% debido a la falta de recursos económicos.
De los datos analizados se deduce que los docentes no realizan prácticas de
laboratorio, por cuanto no cuentan con un laboratorio de Física, además están
presentes otros factores como la falta de recursos económicos que impiden la
implementación de un laboratorio para llevar a cabo la experimentación de la
asignatura de Física.
4. ¿Qué tipo de prácticas realiza con su docente en el estudio de la física?
CUADRO N° 12
TIPOS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
INDICADORES f %
a. Prácticas demostrativas 26 65
b. Prácticas experimentales 0 0
c. Ninguna 13 33
d. No responde 1 3
TOTAL 40 100 FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
98%
38%
25%13%
8%
95%
15%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
a b c d e f g
95
GRÁFICO N° 12
TIPOS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Según los datos del cuadro estadístico, el 65% de estudiantes encuestados
manifiestan que solamente se realizan prácticas demostrativas, mientras que el
33% de estudiante manifiestan que no se realiza ninguna de las prácticas
mencionadas en la pregunta.
Se concluye que no se realizan prácticas de laboratorio en un 100%, lo que significa
que los docentes la mayoría de veces vincula la teoría con la práctica mediante la
resolución de problemas, impidiendo que el estudiante obtenga un conocimiento
claro del fenómeno físico que se estudió en clase.
5. ¿Al no contar con un laboratorio de física en su institución, su docente
utiliza equipos e instrumentos del medio como recursos didácticos para
la realización de prácticas de laboratorio en la asignatura de la física?
CUADRO N° 13
UTILIZACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS DEL MEDIO COMO RECURSO
DIDÁCTICO
ALTERNATIVAS f %
Si 0 0
No 40 100
TOTAL 40 0 FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
65%
0%
33%
3%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
a b c d
96
GRÁFICO N° 13
UTILIZACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS DEL MEDIO COMO RECURSO
DIDÁCTICO
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Del total de encuestados el 100% de encuestados, manifiestan que el docente no
utiliza equipos e instrumentos del medio como recursos didácticos para la
realización de prácticas de laboratorio de Física.
Del análisis de los resultados obtenidos, se infiere que el docente pese a no contar
con un laboratorio que le permita la experimentación, no recurre a otros recursos
didácticos que le permitan realizar comprobar las leyes físicas que se estudia en el
aula en forma teórica.
6. Considera usted que la realización de trabajos prácticos fortalece el
estudio de los contenidos de física
CUADRO N° 14
LOS TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL APRENDIZAJE DE LOS CONTENIDOS DE
FÍSICA
ALTERNATIVAS f %
Si 39 98
No 0 0
No responde 1 2
TOTAL 40 100 FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
0%
100%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Si No
97
GRÁFICO N° 14
LOS TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL APRENDIZAJE DE LOS CONTENIDOS DE
FÍSICA
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
De los estudiantes encuestados el 98% manifiestan que la realización de trabajos
prácticos si fortalece el estudio de los contenidos de la asignatura de Física.
Del análisis realizado se puede afirmar que los trabajos prácticos permiten una
indagación sistemática del mundo, explicar los fenómenos que ocurren en el
universo, desarrolla habilidades y destrezas de carácter operatorio e instrumental,
a la vez consolida la teoría vista en clase a través de la experimentación de
fenómenos estudiados.
7. ¿Por qué considera que es importante la realización de trabajos prácticos
en la asignatura de física?
CUADRO N° 15
IMPORTANCIA DE LA REALIZACIÓN DE TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL
ESTUDIO DE LA FÍSICA
ALTERNATIVAS f %
a. Permite la vinculación teoría –
práctica 6 15
b. Mejora el proceso enseñanza
aprendizaje 32 80
c. Consolida los conocimientos en
los estudiantes 2 5
TOTAL 40 100 FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
98%
0% 2%0%
20%
40%
60%
80%
100%
Si No No responde
98
GRÁFICO N° 15
IMPORTANCIA DE LA REALIZACIÓN DE TRABAJOS PRÁCTICOS EN EL
ESTUDIO DE LA FÍSICA
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
El 15% de estudiantes consideran que la realización de trabajos prácticos permite
la vinculación teoría – práctica, el 80% mejora el proceso enseñanza aprendizaje,
mientras que el 5% fortalece sus conocimientos en la asignatura de física.
Según el análisis de los resultados se evidencia que la realización de trabajos
prácticos es de gran importancia, ya que permite la construcción del conocimiento
científico, para la comprensión de fenómenos explicados en forma teórica por parte
del docente, permitiendo al estudiante una verdadera reflexión de los objetos y
fenómenos estudiados y su aplicación a su contexto cotidiano.
15%
80%
5%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
a b c
99
8. ¿Sabe usted si su docente ha asistido a encuentros académicos sobre la
elaboración de equipos de laboratorio de bajo costo en la enseñanza de
la física?
CUADRO N° 16
ASISTENCIA A ENCUENTROS ACADÉMICOS SOBRE LA ELABORACIÓN DE
EQUIPOS DE LABORATORIO
ALTERNATIVAS f %
Si 0 0
No 40 100
TOTAL 40 100
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
GRÁFICO N° 16
ASISTENCIA A ENCUENTROS ACADÉMICOS SOBRE LA ELABORACIÓN DE
EQUIPOS DE LABORATORIO
FUENTE: Estudiantes del primer año de bachillerato de la Unidad educativa fiscomisional ´´Fray Cristóbal Zambrano Responsable: William Calderón
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
Del total de encuestados el 100% manifiestan que no conocen si su docente
asistido a encuentros académicos sobre la elaboración de equipos de laboratorio
de bajo costo en la enseñanza de la Física.
Lo que significa que el docente no se encuentra capacitado en la elaboración y
manejo de equipos de laboratorio de bajo costo para mejorar el proceso enseñanza
0%
100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Si No
100
– aprendizaje, impartiendo sus clases únicamente en forma teórica, sin comprobar
las leyes estudiadas en clase, que le permitiría hacer más dinámica la forma de
enseñar y aprender Física.
101
g. DISCUSIÓN
En el análisis comparativo entre los resultados de las encuestas tanto a docentes y
estudiantes, se obtuvo lo siguiente:
En la pregunta uno, de la encuesta dirigida a docentes, señalan que el 50% vincula
la teoría con la práctica una vez al mes, mientras que el otro 50% nunca han
realizado tal vinculación, así mismo en la pregunta dos, de la encuesta aplicada a
los estudiantes, señalaron en un porcentaje del 68% que los docentes nunca han
vinculado la teoría con la práctica. Los docentes basan a la asignatura de Física, la
mayoría de veces, en un aprendizaje memorístico tradicional; si bien es cierto a la
Física se la considera como una ciencia experimental, debido a que todas las
afirmaciones que está rige están basadas en la experiencia y todo lo que afirma es
demostrable y palpable, es por ello que la enseñanza de la Física debe ser teórico
– práctico, permitiendo al estudiante un conocimiento vivencial de los fenómenos a
estudiarse y la asimilación de los conceptos estudiados en las clases teóricas,
comprendiendo de mejor manera la asignatura y a la vez despertar su interés por
el estudio de la misma.
De la encuesta aplicada a docentes, en la pregunta dos, los docentes manifiestan
en un porcentaje del 100% que la forma que ellos vinculan la teoría con la práctica
es por medio de la resolución de problemas, así mismo en la encuesta realizada en
los estudiantes en la pregunta uno, el 98% de los estudiantes encuestados afirman
que los docentes solamente vinculan la teoría con la práctica mediante la resolución
de problemas. Es sabido que aprender Física acarrea serias dificultades para los
estudiantes, es por ello que el docente debe buscar la metodología y técnicas de
enseñanza que ayuden a los estudiantes a superar esas dificultades. Los docentes
no cambian sus clases teóricas, basándose en una enseñanza tradicional,
dificultando el aprendizaje de los estudiantes.
En la pregunta 3 de docentes, el 100% manifiestan que las causas para que se
realicen prácticas de laboratorio en forma esporádica es debido a no contar con un
laboratorio y no contar con los recursos necesarios para la implementación del
mismo, de igual manera, en la pregunta cuatro, el 98% afirma que una de las causas
para que no se realizan prácticas es debido a que no cuentan con un laboratorio y
el 95% debido a la falta de recursos económicos. Los resultados muestran que la
102
falta de un laboratorio de física y no contar con el presupuesto necesario para la
implementación del mismo, son serios inconveniente que presenta la institución,
debido a que sin un laboratorio, no puede existir una vinculación de la teoría con la
práctica de la asignatura, asimismo aprender técnicas, adquirir hábitos o modos de
pensar y razonar, ya sea a través de la manipulación de aparatos, medición,
tratamiento de datos, investigación y resolver problemas haciendo uso de la
experimentación.
En la pregunta 4, aplicada a docentes, que se refiere a los tipos de prácticas de
laboratorio de Física que utilizan para motivar a los estudiantes al estudio de la
asignatura, el 50% señalan que motivan a los estudiantes mediante prácticas
demostrativas, mientras el otro 50% no realizan prácticas de laboratorio. Así mismo,
en la pregunta cuatro, aplicada a los estudiantes, el 65% manifiestan que los
docentes solamente realizan prácticas demostrativas en el estudio de la Física. Los
docentes no están consolidando los conocimientos impartidos en clase mediante la
experimentación, debido como lo menciona un docente, no se encuentran
capacitados para la ejecución prácticas de laboratorio, no poseen los conocimientos
necesarios para la realización de las mismas.
En la pregunta cinco de docentes, el 100% señalan que no elaboran equipos e
instrumentos como recursos didácticos para la realización de prácticas de
laboratorio en la asignatura de física, de igual manera, en la pregunta cinco, de
estudiantes, el 100% afirman que los docentes no utilizan equipos e instrumentos
del medio, para la realización de prácticas de laboratorio. Los docentes
encuestados deben dejar de lado la enseñanza tradicional, deben provocar la
construcción de equipos e instrumentos de laboratorio de física, ya que, al no contar
con un laboratorio debido a la falta de recursos económicos en la institución para la
implementación del mismo, no permitirán la vinculación de la teoría con la práctica
a través del manejo de instrumentos de laboratorio.
En la pregunta 6 de docentes, el 100% consideran que la realización de trabajos
prácticos fortalece el aprendizaje de los estudiantes en la asignatura de Física, de
igual manera el 98% de los estudiantes sostienen que la realización de trabajos
prácticos fortalece su aprendizaje de los contenidos de Física. Los docentes y
estudiantes consideran importante la ejecución de trabajos prácticos, debido a que
103
estas proporcionando los medios necesarios para lograr una comprensión
adecuada de los procesos del mundo físico que nos rodea.
De la encuesta aplicada a docentes, en la pregunta 7, el 100% de los docentes
encuestados consideran importante la realización de trabajos prácticos en el
estudio de la Física debido a que mejora el proceso enseñanza – aprendizaje de la
asignatura, así mismo los estudiantes, en la pregunta 7, el 80% considera
importante la realización de trabajos prácticos por que mejora el proceso
enseñanza – aprendizaje de la asignatura de Física. Los docentes y estudiantes
conocen que la Física es una asignatura que requiere de la experimentación y así
poder vincular la teoría con la práctica, mediante lo cual se despertara el interés de
los estudiantes por el estudio de la asignatura.
Finalmente, en la pregunta ocho, de la encuesta aplicada a docentes y estudiantes,
el 100% señala que no han asistido a encuentros académicos sobre elaboración de
equipos de laboratorio de bajo costo en la enseñanza de la Física. Los docentes al
no contar con un laboratorio que le permita la vinculación de la teoría con la práctica
en la asignatura de Física, deben optar por la construcción de estos materiales,
debido que constituyen un apoyo que permitirá construir entre el profesor y
estudiantes los conocimientos fundamentales sobre la Física.
104
COMPROBACIÓN DE HIPÓTESIS
ENUNCIADO
La implementación de trabajos prácticos de laboratorio como estrategia didáctica,
incide significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de la Física en los
estudiantes del segundo año de Bachillerato General unificado de la Unidad
Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja, cantón
Saraguro, periodo 2016 – 2017.
VERIFICACIÓN
De acuerdo a las respuestas de las preguntas analizadas de docentes y
estudiantes, se afirma que el proceso de enseñanza – aprendizaje de la Física
acarrea serias dificultades para los estudiantes, por cuanto los docentes no utilizan
metodologías y técnicas de enseñanza adecuadas que ayuden a los estudiantes a
superar esas dificultades.
Los docentes no buscan alternativas a sus clases teóricas, su práctica educativa se
basa en una enseñanza memorística tradicional, dificultando el aprendizaje
significativo de los estudiantes, los docentes no los motivan mediante la realización
de prácticas de laboratorio, porque es ahí donde el alumno despierta el interés por
entender la Física; al comprobar dichos fenómenos estudiados en las clases
teóricas, obteniendo un conocimiento vivencial de los fenómenos, comprendiendo
de mejor manera la asignatura y así pueda dar explicaciones a los fenómenos que
ocurren en nuestro entorno.
El no contar con la infraestructura necesaria en la institución para la
experimentación de la Física constituye un serio inconveniente para el proceso de
enseñanza, este problema dificulta a los docentes para que puedan realizar la
experimentación que la asignatura requiere.
Por otra parte, los resultados demuestran que los docentes deben despertar en el
estudiante el interés por la asignatura, el no contar con un laboratorio no impide
que se puedan realizar trabajos prácticos en el aula, la enseñanza de la Física
consta de una gran diversidad de matrices didácticas, por las cuales se puede
relacionar la Física con los fenómenos que se presentan en nuestra vida cotidiana.
Asimismo, no elaboran materiales de laboratorio que ayuden a construir
105
conocimientos en los estudiantes; que permitan que los estudiantes adquieran
habilidades y destrezas mediante la experimentación, esto se explica ya que los
docentes no cuentan con el apoyo para capacitarse y actualizar la bibliografía
empleada a la hora de enseñar, siendo un grave inconveniente en el proceso
enseñanza - aprendizaje.
CONCLUSIÓN
Del análisis de los resultados, se concluye que la implementación de los trabajos
prácticos de laboratorio, como estrategia didáctica, no inciden en el proceso
enseñanza – aprendizaje de la Física en los estudiantes del segundo año de
Bachillerato General Unificado de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray
Cristóbal Zambrano’’, cantón Saraguro, periodo 2016 – 2017, puesto que se
muestra un proceso de enseñanza – aprendizaje de la Física poco significativo.
DECISIÓN
En función de lo analizado, se rechaza la hipótesis planteada, debido a que los
docentes se limitan al uso de una enseñanza teórica basada en una metodología
tradicional y no realizan prácticas de laboratorio como medio de comprobación de
la teoría con la práctica.
106
h. CONCLUSIONES
En base a los resultados obtenidos como producto de la investigación se concluye
lo siguiente:
1. La unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ no cuenta con
un laboratorio para la ejecución de trabajos prácticos que permitan la
verificación de conocimientos teóricos con la práctica.
2. La institución no posee los recursos económicos necesarios para la
implementación del laboratorio de Física, el cual constituye un recurso
importante para mejorar el proceso enseñanza – aprendizaje.
3. Los docentes de la asignatura de Física vinculan en gran parte del proceso la
teoría con la práctica a través de la resolución de problemas.
4. Para los docentes constituye un reto la vinculación de la teoría con la práctica
mediante la realización de trabajos prácticos, por cuanto no cuentan con la
capacitación suficiente para fortalecer el proceso enseñanza – aprendizaje de
manera experimental.
5. Los docentes de la asignatura de física, no elaboran prácticas experimentales
con materiales del medio y de bajo costo que le permitan realizar la
demostración de los temas estudiados en clase, no muestran interés,
creatividad e ingenio para realizar trabajos prácticos de laboratorio.
107
i. RECOMENDACIONES
Frente a las conclusiones puestas a consideración, se proponen las siguientes
recomendaciones:
1. Es indispensable contar con un laboratorio de Física en la institución, por lo que
las autoridades de la Unidad Educativa deberían gestionar para que este
proyecto se concrete y permitan la realización de prácticas de laboratorio de la
asignatura de Física.
2. Los docentes deben mejorar su forma de enseñanza, no limitarse únicamente
a la metodología tradicional, sino planificar, desarrollar y ejecutar trabajos
prácticos de laboratorio, enfocados a mejorar el proceso enseñanza –
aprendizaje de la Física.
3. Las autoridades de la institución deben apoyar a los docentes de Física para
que se capaciten tanto en la metodología utilizada al momento de impartir
conocimientos en forma teórica, así como en la planificación y realización de
prácticas de laboratorio, ya que no se puede lograr una buena práctica, si no
hay una buena teoría.
4. Los docentes de Física deben mostrar su creatividad e imaginación, elaborando
material didáctico que les permitan la ejecución de trabajos prácticos de
laboratorio y así mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje de la Física.
108
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
FACULTAD DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA
COMUNICACIÓN
CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS
LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS
MANUAL DE TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO, COMO
ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA LA VINCULACIÓN TEORÍA –
PRÁCTICA, MEDIANTE LA ELABORACIÓN DE PROTOTIPOS
EXPERIMENTALES ORIENTADOS AL APRENDIZAJE DE LA
FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DEL
BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD
EDUCATIVA FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’.
AUTOR
William Rodrigo Calderón Cartuche
DIRECTORA
Dra. Rosario del Cisne Zaruma Hidalgo. Mg. Sc.
LOJA – ECUADOR
2017
109
CONTENIDOS
1. PRESENTACIÓN
2. INTRODUCCIÓN
3. OBJETIVOS
4. INSTRUCCIONES PARA LA REALIZACIÓN DE PRÁCTICAS
5. NORMAS DE SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE ACCIDENTES
6. PROTOTIPOS A ELABORAR
7. CONSTRUCCIÓN DE INSTRUMENTOS
8. PRÁCTICAS A ELABORAR
Práctica # 1: Movimiento rectilíneo uniforme
Práctica # 2: Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Práctica # 3: Movimiento rectilíneo uniformemente retardado
Práctica # 4: Caída libre de los cuerpos
Práctica # 5: Movimiento aire-tierra
Práctica # 6: Movimiento circular uniforme
Práctica # 7: Fuerzas coplanarias y concurrentes
Práctica # 8: Rozamiento
Práctica # 9: Segunda ley de Newton
Práctica # 10: Equilibrio de cuerpos
Práctica # 11: Trabajo y energía
Práctica # 12: Equilibrio térmico y temperatura
Práctica # 13: Dilatación lineal
Práctica # 14: Dilatación superficial
Práctica # 15: Dilatación volumétrica
Práctica # 16: Determinación de resistencias
Práctica # 17: Conexión de resistores
Práctica # 18: Ley de Hooke
Práctica # 19: Péndulo elástico
9. BIBLIOGRAFÍA
110
1. PRESENTACIÓN
El presente manual está dirigido a docentes y estudiantes del segundo año de
Bachillerato General Unificado, que será utilizado como apoyo didáctico que
complemente el desarrollo de estudio de la asignatura de Física.
Este material de apoyo didáctico permitirá con la explicación e información del
docente, que los estudiantes logren consolidar las diferentes temáticas impartidas
en clase de manera teórica, además de proporcionar al estudiante la
experimentación y el descubrimiento personal por sí mismo, ya que por medio de
este trabajo los conocimientos van a ser mejor asimilados por los mismos.
Por ello, este manual tiene el propósito de contribuir al mejoramiento del proceso
enseñanza – aprendizaje de la asignatura de Física en el nivel investigado, contiene
un conjunto de prototipos experimentales, los cuales serán elaborados con
materiales de bajo costo y fácil adquisición, orientando al docente y estudiantes
para el uso de estos instrumentos al momento de vincular la teoría con la práctica
a través del diseño y ejecución de prácticas de laboratorio, al mismo tiempo,
desarrollar destrezas básicas, habilidades y capacidades y despertar el interés del
alumno por los estudios científicos.
Cabe señalar que los trabajos prácticos que contiene el manual son abiertos y
pueden ser adaptadas a las formas de trabajo de cada profesor, a las condiciones
en que labora y a las necesidades y dificultades de aprendizaje de los alumnos.
Las prácticas a realizarse en este manual se elaboraron basándose en el texto que
aporta el Ministerio de Educación, adaptadas a los objetivos que propone alcanzar
la asignatura de Física, las cuales se implementarán para facilitar el proceso de
enseñanza – aprendizaje de la Física, sin la necesidad de utilizar equipos y
materiales sofisticados de laboratorio.
111
2. INTRODUCCIÓN
En Física es muy importante la utilización de recursos didácticos por parte de los
docentes, ya que a partir de estos se logra un aprendizaje significativo en el
estudiante.
Los recursos que disponen los profesores en las instituciones son muy limitados,
por lo que es un problema y de compleja solución, que afecta el proceso de
enseñanza de la Física, una de las maneras de suplir estas carencias es por medio
del desarrollo completo de prototipos experimentales.
Con el fin de superar estas falencias detectadas en la investigación se elaboró este
manual de prácticas de laboratorio que se realizarán utilizando instrumentos que
serán construidos con materiales de bajo costo, las cuales están integradas en seis
unidades de aprendizaje basadas en el texto que proporciona el Ministerio de
Educación, Unidad I: El movimiento, Unidad II: Fuerzas en la naturaleza, Unidad
III: Trabajo y energía, Unidad IV: Termodinámica, Unidad V: Corriente eléctrica,
Unidad VI: Movimiento armónico simple.
Los instrumentos que se construirán con materiales de bajo costo para la
realización de prácticas de laboratorio, serán elaborados por parte de los
estudiantes, que les permitirán realizar demostraciones en el aula, aun cuando la
institución no cuente con un laboratorio bien dotado de instrumentos sofisticados,
logrando a su vez una mayor implicación y motivación en la asignatura,
involucrando a los estudiantes en la aplicación de prácticas de laboratorio.
El manual cuenta con 19 prácticas a desarrollar, las cuales se podrán ejecutar
dentro o fuera del laboratorio; pudiendo sustituir materiales y objetos a utilizarse en
cada práctica, diseñadas para que los estudiantes logren un aprendizaje
significativo, actuando el docente como guía y el alumno participa activamente
resolviendo problemas y aprendiendo por descubrimiento.
En este manual las prácticas están divididas en las siguientes partes:
Número de la práctica: Las prácticas a realizarse mantienen un orden lógico,
acorde al texto que proporciona el Ministerio de Educación al segundo año de
Bachillerato General Unificado.
Tema: Anuncia la denominación o la temática a desarrollar
112
Objetivo: Indica lo que se logrará al finalizar la práctica.
Materiales: Es un listado de todo el material que se utilizará en la práctica.
Esquema: Se refiere a la representación gráfica de los materiales que se van a
manipular en la experimentación.
Fundamentación teórica: Comprende los conceptos relacionados al tema, con las
ecuaciones de trabajo, esquemas e imágenes. Servirán para tener una base sobre
lo que se realizará, esta parte debe revisarse antes de realizar la práctica.
Procedimiento: Ofrece un desglose de los pasos necesarios para llevar a cabo la
práctica.
Cuadro de valores: Se refiere a la presentación de tablas que se elaboran según
el caso, para el registro de las mediciones, en las cuales podrán sustituirse los datos
para obtener los resultados numéricos.
Representación gráfica: Se representarán los datos obtenidos durante la
experimentación, mediante líneas, superficies, para ver la relación que guardan
entre sí.
Conclusiones: Es el momento donde el alumno expresará con sus propias
palabras lo que aprendió con el experimento, procesando y expresando los
resultados experimentales a través de la tabulación de los datos y la realización de
gráficos, incluyendo la interpretación teórica.
Evaluación: Se presentan preguntas para cerrar el tema que llevarán al alumno a
plantear conclusiones y predicciones con una base científica, y resolver dudas que
puedan surgir después del procedimiento realizado.
Bibliografía: Se cita los libros y trabajos que sirvieron de fundamento en la
realización de los trabajos prácticos.
113
3. OBJETIVOS
Mejorar el proceso enseñanza – aprendizaje de la Física a través de la
realización de trabajos prácticos de laboratorio.
Facilitar la elaboración de materiales y equipos de laboratorio de Física,
contribuyendo con ello, a que los docentes y estudiantes cuenten con
instrumentos que les permitan vincular la teoría con la práctica.
Introducir al estudiante en la observación directa de fenómenos físicos,
consolidando conocimientos teóricos obtenidos en el aula.
Facilitar la integración del conocimiento y despertar el interés del estudiante por
la asignatura de la Física.
114
4. INSTRUCCIONES PARA LA REALIZACIÓN DE PRÁCTICAS DE
LABORATORIO
Para la realización de prácticas de laboratorio es necesario establecer ciertos
consejos y reglas sobre cómo se debe trabajar en la realización de las mismas,
cuyo cumplimiento dependen el orden en el trabajo y la comodidad de todos los
estudiantes.
a. Leer cuidadosamente toda la práctica antes de ejecutarla, especialmente la
fundamentación teórica y los apuntes de clase.
b. Prepare con anticipación los materiales que se nombran en cada práctica, de
ser necesario consultar al profesor para que oriente y proporcione más
especificaciones.
c. Antes de la realización de cada práctica, tomar en cuenta el funcionamiento y
cuidado de los materiales a utilizar, deben ser los correctos.
d. En la ejecución de cada uno de los pasos de la práctica, se debe observar con
atención los fenómenos ocurridos y así poder contestar las preguntas
relacionadas a la práctica.
e. En la realización de mediciones, estas deberán ser lo más precisas posibles;
repitiendo la medida varias veces para aproximarse al valor real y así poder
lograr los resultados esperados.
f. Al finalizar la práctica, resolver la evaluación lo más pronto posible.
g. Mantener siempre la mesa de trabajo limpia y ordenada.
h. Disponer sobre la mesa sólo los libros y cuadernos que sean necesarios.
115
5. NORMAS DE SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE ACCIDENTES
A continuación, se plantea varias de reglas generales que deben leerse
cuidadosamente para evitar posibles riesgos en la ejecución de las prácticas:
a. No llevar bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten la
movilidad.
b. Conservar únicamente sobre la mesa de trabajo los materiales necesarios para
la realización de la práctica.
c. Antes de realizar la práctica, verificar que se cuenta con todo lo necesario.
d. Distribuir las tareas entre los distintos integrantes del grupo, evitando alejarse
de la mesa de trabajo innecesariamente.
e. Prestar mucha atención al trabajar con elementos que se encuentren a alta
temperatura, evitando accidentes en su manipulación.
116
6. PROTOTIPOS A ELABORAR
PROTOTIPOS EXPERIMENTALES ORIENTADOS AL APRENDIZAJE DE LA
FÍSICA DEL SEGUNDO AÑO DEL BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO
PROPÓSITO PARA EL CUAL FUE DISEÑADO
La demostración de diversas leyes y principios de la Física.
COSTO APROXIMADO
70 $
USO EQUIPO
El movimiento
Fuerzas en la naturaleza
Trabajo y energía
Termodinámica
Corriente eléctrica
Movimiento armónico simple
OBSERVACIONES
Todos los materiales deben construirse de la mejor manera, evitando errores en
la toma de mediciones en la utilización de los mismos.
117
7. CONSTRUCCIÓN DE INSTRUMENTOS
RIELES DE MOVIMIENTOS
Materiales Prototipo
Dos rieles de cortina de 120 cm de
largo
Dos mangueras transparentes de
120 cm de largo
Líquido de color rojo u otro
Cuatro corchos de caucho
Regla graduada
Procedimiento
En uno de los extremos de la manguera introducimos un corcho, de tal manera
que quede sellado herméticamente.
Introducimos el líquido de color por el otro extremo de la manguera hasta que
quede un pequeño espacio de aire.
Sellamos herméticamente el extremo faltante de la manguera, dándonos una
pequeña burbuja en su interior.
Colocamos el conjunto dentro del riel.
A 10 cm de uno de los extremos del riel de cortina, con ayuda de una regla
graduada señalamos medidas a lo largo del riel, obteniendo la pieza lista para
su utilización.
118
Repetimos los pasos anteriores para la elaboración del segundo riel de
movimientos.
TABLERO ACANALADO
Materiales Prototipo
Cuerpo de madera de 100 cm de
largo por 50 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Base de madera de 50 cm de largo
por 13 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Tornillos para madera.
Lija y pintura para madera.
Taladro con broca de 6 ml.
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas de la base de madera y procedemos a
recortar.
De la misma manera señalamos y procedemos a recortar el cuerpo del tablero
de madera con las medidas indicadas.
En el centro del cuerpo de madera se realiza una ranura de 80 cm de largo
utilizando un taladro con broca de 6 ml, dejando 10 cm en la parte superior e
inferior.
119
Ensamblamos el cuerpo a nuestra base con tornillos de madera, procurando
que quede centrado.
Finalmente lijamos y pintamos, obteniendo la pieza lista para su utilización.
Rampa de lanzamiento
Materiales Prototipo
Cuerpo de madera de 30 cm de
largo por 20 cm de ancho y 5 cm de
espesor
Taladro con broca de 6 ml
Lija y pintura para madera
120
Procedimiento
En un tablón de madera señalamos las medidas del cuerpo de madera y
procedemos a cortar
A 5 cm del largo y ancho del cuerpo de madera se traza una curva
Procedemos a cortar la curvatura de nuestro diseño, obteniendo la siguiente
figura:
En el área del espesor de la curva procedemos a realizar un canal de 1 cm de
ancho por 1 cm de profundidad.
Dentro del canal realizamos una perforación con un taladro con broca de 6 ml
Finalmente lijamos y pintamos, obteniendo la pieza lista para su utilización.
121
TABLERO CON PERFORACIONES
Materiales Prototipo
Cuerpo de madera de 40 cm de
largo por 30 cm de ancho y 1,5 cm
de espesor.
Dos bases de 12 cm de largo por 5
cm de ancho y 4 cm de espesor
Taladro con broca de 6 ml
Lija y pintura para madera
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
Medimos 5 cm en la parte superior e inferior y trazamos líneas de extremo a
extremo.
Realizamos perforaciones cada 5 cm con el taladro con broca de 6 ml, tanto
en la parte superior como inferior.
Se cortan dos bases de madera con las medidas de 12 cm de largo por 5 cm
de ancho y 2 cm de espesor.
En la parte central realizamos una ranura de 2 cm de largo por 2,5 cm de
profundidad.
122
Finalmente lijamos y pintamos, obteniendo la pieza lista para su utilización.
TACO DE MADERA CON ESPIGA
Materiales Prototipo
Taco de madera de 12 cm de largo
por 5 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Espiga con soporte
Taladro con brocas de 6 ml y 3 ml
Lija y pintura para madera
Pegamento
Procedimiento
En un listón señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
A 2 cm de distancia de cada extremo, realizamos perforaciones con el taladro
con broca de 6 ml.
En el centro de cuerpo de madera realizamos otra perforación con el taladro
123
con broca de 3 ml.
En la perforación de 3 ml introducimos la espiga con soporte y la pegamos de
modo que quede fija.
Finalmente lijamos y pintamos, obteniendo la pieza lista para su utilización.
DISCO CON PARTÍCULA FIJA
Materiales Prototipo
Taco de madera con espiga
CD de 12 cm de diámetro
Partícula fija
Polea de radio
Papel vinil u otro
Procedimiento
Forramos el CD con el papel vinil
Cerca del borde del CD pegamos la partícula fija
En la otra cara del CD pegamos la polea de radio, de tal manera que quede
centrada.
Por último, colocamos el conjunto en la espiga con soporte, verificando que
este gire sin excesiva fricción.
124
OSO EQUILIBRISTA
Materiales Prototipo
Listones de madera
Cuerda de guitarra
Taco de madera de 12 cm de largo
por 4 cm de ancho y 5 cm de
espesor.
Figura de madera con forma de oso.
Cuatro bases de madera
Tornillos para madera
Procedimiento
Armamos el soporte de madera de la siguiente manera.
Tensamos la cuerda de guitarra en la parte superior, de una esquina a la otra,
asegurándola con tornillos.
Elaboramos una figura de madera con forma de oso con dos pequeños tacos
de base.
125
En un listón señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar
En una de las caras del taco de madera elaboramos un pequeño canal,
mientras en la otra cara del taco realizamos dos perforaciones tal que se
acople el oso de madera y el parte lateral realizamos un agujero que atraviese
la pieza.
Colocamos la figura de madera en el taco de modo que quede firme, y
comprobamos si el canal del taco de madera se acopla a la cuerda de guitarra.
Finalmente lijamos y pintamos, obteniendo la pieza lista para su utilización.
126
MOTOR ELÉCTRICO CON POLEA
Materiales Prototipo
Motor eléctrico de 9 Voltios
Base de madera de 12 cm de largo
por 5 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Polea de radio.
Taladro con broca de 6 ml
Pegamento
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
A 2 cm de distancia de cada extremo realizamos perforaciones con el taladro
con broca de 6 ml.
Lijamos y pintamos el cuerpo de madera.
Con ayuda de pegamento adaptamos la polea de radio en la espiga del motor
eléctrico.
En el centro de la base de madera pegamos el motor eléctrico de 9 Voltios, de
tal manera que este quede centrado, obteniendo la pieza lista para su
utilización.
127
PARALELEPÍPEDO CON ARISTAS RECUBIERTAS
Materiales Prototipo
Taco de madera de 10 cm de largo
por 3 cm de ancho y 4 cm de
espesor.
Caucho de 10 cm de largo por 4 cm
de ancho y 3 cm de espesor.
Vidrio de 10 cm de largo por 4 cm
de ancho y 3 cm de espesor
Lija de 10 cm de largo por 3 cm de
ancho y 4 cm de espesor
Cáncamo
Pegamento
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
En cada una de las aristas pegamos el vidrio, la lija y el caucho
respectivamente a las medidas dadas.
128
Finalmente, en la parte superior del cuerpo de madera colocamos el cáncamo.
JUEGO DE MASAS PROTOTIPO
Materiales Prototipo
Cemento
Arena fina
Cartulina
Agua
Recipiente
Cáncamos
Procedimiento
Con papel elaboramos moldes con base cuadrada y diferentes tamaños.
En un recipiente mezclamos cemento, arena y agua hasta crear una masa
homogénea.
Rellenamos los moldes con la mezcla y en su parte superior e inferior
colocamos cáncamos.
Dejamos secar la mezcla.
129
Retiramos los moldes de las masas prototipo.
Finalmente lijamos y pesamos hasta obtener una cantidad exacta.
DINAMÓMETRO
Materiales Prototipo
Tubo
Corcho
Cáncamo
Resorte
Parte de una regla
Gancho de llavero
Tornillo
Masas prototipo
Papel
Procedimiento
En la parte superior de un corcho introducimos un cáncamo, mientras que en
la parte inferior aseguramos un resorte con un tornillo.
130
Forramos con papel el trozo de la regla y realizamos perforaciones en los
contornos.
Introducimos el extremo libre del resorte en una perforación de la regla y lo
aseguramos, en la otra perforación de la regla encajamos el gancho de llavero.
Todo el conjunto lo colocamos dentro de un tubo.
Calibramos el dinamómetro usando el juego de masas prototipo antes
elaborado.
TABLERO PARA MEDIR FUERZAS
Materiales Prototipo
Tablero con perforaciones
Dos tapas de jeringas
Dos poleas de radio con espiga
Silicona
Clavo
Procedimiento
Realizamos un agujero en la cara superior de las tapas de jeringas con un
131
clavo.
Llenamos con silicona ambas tapas.
Introducimos las espigas de las poleas en su interior y giramos, de tal manera
que atraviese la silicona y estas sigan girando.
Colocamos ambos conjuntos en cada esquina del tablero con perforaciones.
POLEA LOCA
Materiales Prototipo
Cuatro CD de igual diámetro
Tijera
Papel vinil u otro
Pegamento
Compás
Lija
Polea de radio
Procedimiento
Con la ayuda de un compás trazamos en un CD una circunferencia a 0,5 cm
del entorno.
132
Con una tijera cortamos el contorno previamente señalado.
Realizamos los mismos pasos anteriores con otro CD.
Pegamos ambos CD, tratando que queden centrados.
Al haber pegado ambos CD, lijamos de modo que su nuevo contorno quede
liso.
Los otros dos CD los pegamos, uno por la parte superior y otro por la parte
inferior, quedando el conjunto bien centrado, procurando que nos dé como
resultado una polea.
Dividimos a la polea de radio y pegamos sus partes tanto en la parte superior
y en la parte inferior de la polea loca, de tal manera que gire en el taco de
madera con espiga (antes elaborado).
Forramos con el papel vinil tanto la parte superior e inferior de la polea.
TAQUITOS ELÉCTRICOS
Materiales Prototipo
Tres Bases de madera de 12 cm de
largo por 5 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Tres boquillas
Taladro con broca de 6 ml
Destornillador
Seis tornillos
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
133
A 2 cm de distancia de cada extremo realizamos perforaciones con el taladro
con broca de 6 ml.
Lijamos y pintamos el cuerpo de madera.
En cada base de madera colocamos de manera centrada cada una de las
boquillas, asegurándolas con los tornillos.
TAQUITOS RESISTORES
Materiales Prototipo
Tres Bases de madera de 12 cm de
largo por 5 cm de ancho y 2 cm de
espesor.
Tres resistencias
Taladro con broca de 6 ml
Pegamento
Procedimiento
En una tabla señalamos las medidas del cuerpo de madera y procedemos a
cortar.
134
A 2 cm de distancia de cada extremo realizamos perforaciones con el taladro
con broca de 6 ml.
Lijamos y pintamos el cuerpo de madera.
En cada base de madera pegamos cada una de las resistencias.
135
8. PRÁCTICAS A ELABORAR
PRÁCTICA N° 1
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
1. TEMA:
Movimiento Rectilíneo Uniforme
2. OBJETIVO:
2.1. Establecer la relación matemática que hay entre la distancia recorrida y
el tiempo empleado en un movimiento.
3. MATERIALES:
3.1. Un riel de movimientos
3.2. Un cronómetro
3.3. Una calculadora
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿A qué llamamos movimiento?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
136
5.2. ¿Cómo se lo define al tiempo desde un punto físico?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué es un sistema de referencia?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué entiende por trayectoria?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Qué es distancia recorrida?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.6. ¿Qué es desplazamiento?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.7. ¿Qué es velocidad?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.8. ¿Qué es rapidez?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
137
5.9. ¿Qué es un movimiento rectilíneo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.10. ¿Qué es el Movimiento rectilíneo uniforme y cuáles son sus
características?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.11. ¿Cuántas y cuáles son las gráficas características del movimiento
rectilíneo uniforme?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.12. ¿Qué ecuaciones encontramos en el Movimiento Rectilíneo
Uniforme?
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Colocamos el riel de movimientos a una altura constante.
6.2. Medimos por tres ocasiones el tiempo que tarda la burbuja en recorrer
20 cm y obtenemos su promedio.
138
6.3. Repetimos el paso anterior para las distancias de 40, 60, 80 y 100 cm.
6.4. Establecemos la relación matemática que hay entre la distancia recorrida
y el tiempo empleado.
6.5. Representamos gráficamente en el sistema de ejes coordenados la
distancia en función del tiempo.
6.6. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝐝 (𝐜𝐦) 𝐭 (𝐬) Tiempo
promedio
𝒅
𝒕
𝐭𝟏 𝐭𝟐 𝐭𝟑
01 20
02 40
03 60
04 80
05 100
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d (
cm
)
t (s)
DISTANCIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
139
9. CONCLUSIONES
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y la gráfica obtenida.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. ¿Qué trayectoria describe la burbuja al colocar el riel a una altura
constante?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2. ¿La velocidad de la burbuja se mantiene constante o varía?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. ¿Cuál es el valor de la aceleración de la burbuja? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4. ¿Qué valor adquiere la pendiente de la recta en el gráfico de la
distancia en función del tiempo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
140
10.5. Una persona informa que está en movimiento rectilíneo uniforme.
a) ¿Qué quiere decir con el término ‘‘rectilíneo’’?
b) ¿Y qué con el término ‘‘uniforme’’?
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
10.6.
a) Trace el diagrama de la velocidad en función del tiempo para un
auto que se desplaza con una velocidad constante 𝒗 = 𝟓𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄
durante un tiempo 𝒕 = 𝟑. 𝟎 𝒉.
b) ¿Qué representa el área bajo la gráfica que trazó? ¡Cuál es su
valor?
10.7. Suponga que un auto se desplaza con una velocidad constante 𝒗 =
𝟓𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄ de una ciudad 𝑨 a otra ciudad 𝑩 y el sentido de 𝑨 hacia 𝑩
se considera positivo, si el auto regresa de 𝑩 hacia 𝑨, también con
velocidad constante, tardándose 𝟑. 𝟎 𝒉 en el recorrido.
a) ¿Cómo se debería expresar su velocidad en el regreso?
b) Trace el diagrama de la velocidad en función del tiempo para
este caso.
141
10.8. Un tren, cuya longitud es de 𝟏𝟎𝟎 𝒎, y que se desplaza con una
velocidad constante de 𝟏𝟓 𝒎 𝒔⁄ , debe atravesar un túnel de 𝟐𝟎𝟎 𝒎
de largo. En un instante determinado, el tren está entrando en el
túnel. ¿Después de cuánto tiempo habrá salido completamente?
10.9. Se quiere diseñar una banda transportadora de pasajeros para que
ahorra el tiempo de caminata en tres segundos. Si la velocidad
media de un pasajero a pie es de medio metro por segundo, ¿cuál
debe ser la velocidad de la banda transportadora.
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
142
PRÁCTICA N° 2
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO
1. TEMA:
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado
2. OBJETIVOS:
2.1. Establecer la relación matemática existente entre la distancia recorrida
por una partícula y el tiempo empleado.
2.2. Establecer la relación que existe entre la distancia y el cuadrado del
tiempo.
2.3. Establecer la relación que existe entre el doble de distancia recorrida y
el tiempo al cuadrado.
2.4. Establecer la relación que hay entre la velocidad media y el tiempo.
3. MATERIALES:
3.1. Un riel de movimientos
3.2. Un cronómetro
3.3. Una esfera metálica
3.4. Una regla graduada
3.5. Una calculadora
4. ESQUEMA:
143
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Cuáles son las características del MRUA?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué entiende por aceleración?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué ecuaciones encontramos en el Movimiento rectilíneo
Variado?
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Colocamos el riel de movimientos a una altura constante.
6.2. Colocamos la esfera metálica en su punto inicial y dejamos en libertad
sin velocidad inicial, dejando recorrer la esfera una distancia de 30 cm,
midiendo el tiempo por tres ocasiones.
6.3. Repetimos el paso anterior para las distancias de 60 y 90 cm.
6.4. Establecemos la relación matemática que hay entre la distancia recorrida
y el tiempo, la distancia y el tiempo al cuadrado, el doble de distancia
144
recorrida y el cuadrado del tiempo.
6.5. Determinamos la rapidez media con que se desplaza la partícula.
6.6. Establecemos la relación entre la rapidez media y el tiempo.
6.7. Representamos gráficamente la distancia en función del tiempo, la
distancia en función del cuadrado del tiempo; el doble de la distancia en
función del tiempo y la rapidez media en función del tiempo.
6.8. Establecemos conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N°
Ex
p.
𝒅
(𝒄𝒎)
𝒕 (𝒔)
Tie
mp
o
pro
me
dio
𝒅
𝒕
𝒅
𝒕𝟐
𝟐 𝒅
𝒕𝟐
𝒗𝒎
(𝒄𝒎)
𝒗𝒎
𝒕
𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01 30
02 60
03 90
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d (
cm
)
t (s)
DISTANCIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
145
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d (
cm
)
t2 (s2)
DISTANCIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO AL CUADRADO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 d
(cm
)
t2 (s2)
DOBLE DE LA DISTANCIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO AL CUADRADO
146
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y las gráficas obtenidas.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. ¿Qué trayectoria describe la esfera metálica al deslizarse sobre el
riel?
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vm
(cm
/s)
t (s)
VELOCIDAD MEDIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
147
10.2. ¿La velocidad que adquiere la esfera se mantiene constante o
varía? Explique si esta aumenta o disminuye.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. Mientras mayor es la inclinación del riel ¿Qué sucede con la
aceleración de la esfera?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4. ¿Qué ocurre con el valor de la aceleración de la esfera metálica
conforme se desliza por el riel?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.5. Si la aceleración de la esfera fuera nula ¿Su velocidad se
mantendría nula o variaría? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.6. Un cuerpo en movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
desarrolla, en el instante 𝒕 = 𝟎, una velocidad 𝒗𝒐 = 𝟓. 𝟎 𝒎 𝒔⁄ y su
aceleración es 𝒂 = 𝟏. 𝟓 𝒎 𝒔𝟐⁄ .
a) Calcule el aumento de la velocidad del cuerpo en el intervalo de
cero a 8. 𝟎 𝒔.
b) Trace el diagrama de la velocidad en función del tiempo para el
intervalo de tiempo considerado.
c) ¿Qué representa la pendiente de la gráfica?
148
10.7. La tabla siguiente proporciona para varios instantes, los valores de
la velocidad de un cuerpo que se desplaza en línea recta.
𝒕 (𝒔) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
𝒗 (𝒎 𝒔⁄ ) 5.0 8.0 11.0 14.0 17.0
a) ¿De qué tipo es el movimiento del cuerpo?
b) ¿Cuál es el valor de la aceleración?
c) ¿Cuál es la velocidad del cuerpo en el instante 𝒕 = 𝟎 𝒔 (velocidad
inicial)
d) ¿Cuál es la distancia que recorre el cuerpo en el instante 𝒕 = 𝟎 𝒔
hasta 𝒕 = 𝟒 𝒔?
10.8. Dos pilotos conducen sus autos de carreras en una competencia.
El corredor que va primero avanza a 𝟏𝟐𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄ , mientras quien va
segundo avanza un sexto más rapido y acelera a un ritmo de
𝟓𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄ en cada hora. Si los separa una distancia de 𝟓𝟎𝟎 𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔,
¿cuánto tiempo tardará el segundo piloto en alcanzar al primero?.
149
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
150
PRÁCTICA N° 3
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE RETARDADO
1. TEMA:
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado
2. OBJETIVO:
2.1. Establecer la relación matemática entre la distancia recorrida y el tiempo
empleado en un movimiento rectilíneo uniformemente retardado
2.2. Establecer la relación matemática entre la distancia y el cuadrado del
tiempo empleado.
2.3. Establecer la relación entre la rapidez media y el tiempo.
3. MATERIALES:
3.1. Dos rieles de movimientos
3.2. Un cronómetro
3.3. Una esfera metálica
3.4. Una calculadora
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniformemente retardado?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
151
5.2. ¿Cuáles son las características del movimiento rectilíneo
uniformemente retardado?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué entiende por desaceleración?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Colocamos el equipo de experimentación según el esquema referido.
6.2. Ubicamos la esfera metálica a 90 cm en uno de los rieles y la dejamos
en libertad sin velocidad inicial, midiendo por tres ocasiones el tiempo
que tarda en recorrer la esfera hasta llegar al punto de inflexión.
6.3. Repetir la experiencia anterior, midiendo por tres ocasiones el tiempo a
partir de que la esfera empiece a subir desde el punto de inflexión hasta
su punto más elevado que este llegue alcanzar.
6.4. Variar la distancia desde el punto en que se deja en libertad la esfera
metálica en descensos de 60 y 30 cm y procedemos a determinar los
tres elementos de los pasos anteriores.
6.5. Establecer la relación matemática entre ente la distancia recorrida y el
tiempo empleado.
6.6. Establecer la relación entre la distancia y el cuadrado del tiempo.
6.7. Establecer la relación entre la rapidez media y el tiempo.
6.8. Representamos gráficamente la distancia recorrida y el tiempo
empleado, la distancia en función al cuadrado del tiempo empleado, y la
velocidad media en función del tiempo.
6.9. Establecemos las conclusiones correspondientes.
152
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝒅𝟏 (𝒄𝒎) 𝒕 (𝒔) Tiempo
promedio
𝒅
𝒕
𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01 90
02 60
03 30
N°
Exp.
𝒗𝒐
𝒄𝒎 𝒔⁄
𝒅𝟏
(𝒄𝒎)
𝒕𝟐 (𝒔) Tiempo
promedio
𝒅
𝒕𝟐
𝒗𝒎
(𝒄𝒎)
𝒗𝒎
𝒕
𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01
02
03
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
d (
cm
)
t (s)
DISTANCIA (1) EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
153
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y las gráficas obtenidas.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
d (
cm
)
t (s2)
DISTANCIA (2) EN FUNCIÓN DEL TIEMPO AL CUADRADO
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
vm
(cm
/s)
t (s)
VELOCIDAD MEDIA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
154
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. Al momento que la esfera metálica pasa por el punto de inflexión y
asciende por el riel ¿La aceleración es positiva o negativa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2. ¿Qué sucede con la velocidad de la esfera al ascender por el riel?
Explique si esta aumente o disminuye
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. Mientras mayor es la inclinación del riel en que asciende la esfera
metálica ¿Qué sucede con la aceleración de la esfera?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4.
a) Un cuerpo en movimiento uniformemente variado, con velocidad
inicial 𝒗𝒐 y aceleración 𝒂, recorre una distancia 𝒅. ¿Cuál es la
ecuación que permite calcular la velocidad al final del recorrido
en función de estos datos? (Observe que el tiempo 𝒕 no es un
dato del problema.)
b) Un automóvil se desplaza a una velocidad de 𝟏𝟐𝒎 𝒔⁄ . En un
instante dado (𝒕 = 𝟎) el conductor aplica los frenos, haciendo
155
que el auto adquiera un movimiento uniformemente retardado,
con una aceleración cuyo valor numéricos es 𝟏𝟎 𝒎 𝒔𝟐⁄ . Calcule
la velocidad del auto después que recorre una distancia de 𝟒𝟎 𝒎
a partir del inicio del frenado.
10.5. Un auto se mueve con una velocidad de 𝟏𝟓 𝒎 𝒔⁄ cuando el
conductor aplica los frenos. El movimiento pasa a ser
uniformemente retardado, haciendo que el auto se detenga
totalmente en 𝟑. 𝟎 𝒔.
a) Calcule la desaceleración que los frenos imprimen al auto.
b) Trace el diagrama de la velocidad en función del tiempo durante
el tiempo de frenado.
10.6. Un automóvil que viaja a una velocidad constante de 𝟏𝟎𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄ ,
tarda 𝟖 𝒔 en detenerse. Calcular:¿qué espacio necesitó para
detenerse?, ¿con qué velocidad chocaría a otro vehículo ubicado a
𝟐𝟎𝒎 del lugar donde aplicó los frenos?
156
10.7. Un ciclista viaja a razón de 𝟑𝟎𝒌𝒎 𝒉⁄ y aplica los frenos
deteniéndose en 𝟒 𝒔. Calcular: ¿qué desaceleración produjeron los
frenos?, ¿qué espacio necesitó para frenar?
10.8. Un auto marcha a una velocidad de 𝟗𝟎 𝒌𝒎 𝒉⁄ . El conductor aplica
los frenos en el instante en que ve un obstáculo y reduce la
velocidad hasta 𝟏 𝟓⁄ de la inicial en los 𝟒 𝒔 que tarda en llegar al
obstáculo. Determinar a qué distancia del obstáculo el conductor
aplicó los frenos, suponiendo que la aceleración fue constante.
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
157
PRÁCTICA N° 4
CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS
1. TEMA:
Caída libre
2. OBJETIVO
2.1. Demostrar experimentalmente la caída libre de un cuerpo
2.2. Determinar el valor de la gravedad de una esfera que se mueve hacia
abajo.
3. MATERIALES:
3.1. 1 tablero acanalado
3.2. 1 esfera metálica
3.3. 1 Hoja de papel
3.4. Cinta adhesiva
4. ESQUEMA:
158
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué entiende por caída libre?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué características cumple la caída libre?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________-
_________________________________________________________________
5.3. ¿Cuál es el valor de la aceleración durante la caída libre?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué ecuaciones encontramos en caída libre?
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Realizamos una marca utilizando la cinta adhesiva, desde el piso a una
altura de 100 cm en el tablero acanalado.
6.2. Sostenemos la esfera en la marca realizada en posición de reposo.
6.3. Liberamos a la esfera, dejando que esta caiga sin obtenga velocidad
inicial
6.4. Determinamos el tiempo empleado por la esfera al llegar al suelo y
159
anotamos en nuestro cuadro de valores.
6.5. Repetimos los pasos anteriores variando la altura desde el punto que se
deja en libertad la esfera en un descenso de 80 y 60 cm.
6.6. Realizamos los pasos anteriores utilizando una hoja de papel arrugada.
6.7. Establecer la relación matemática entre el doble de la distancia y el
tiempo al cuadrado
6.8. Representamos gráficamente la altura en función del tiempo.
6.9. Representamos gráficamente la altura en función del tiempo al
cuadrado.
6.10. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
Valores de la esfera
N°
Ex
p.
𝒉
(𝒄𝒎)
𝒕𝟏 (𝒔)
Tie
mp
o
pro
me
dio
𝒕𝟐 (𝒔𝟐) 𝒈
(𝒄𝒎 𝒔𝟐)⁄ 𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01
02
03
Valores de la hoja de papel
N°
Ex
p. 𝒉
(𝒄𝒎)
𝒕𝟏 (𝒔)
Tie
mp
o
pro
me
dio
𝒕𝟐 (𝒔𝟐) 𝒈
(𝒄𝒎 𝒔𝟐)⁄ 𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01
02
03
160
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
Valores de la esfera
0
20
40
60
80
100
120
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
h (
cm
)
t (s)
ALTURA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
0
20
40
60
80
100
120
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
h (
m)
t (s2)
ALTURA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO AL CUADRADO
161
Valores de la hoja de papel
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y las gráficas obtenidas
9.1. _________________________________________________________
0
20
40
60
80
100
120
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
h (
cm
)
t (s)
ALTURA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
0
20
40
60
80
100
120
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
h (
m)
t (s2)
ALTURA EN FUNCIÓN DEL TIEMPO AL CUADRADO
162
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. Un libro pesado y una hoja completamente abierta de papel se dejan
caer simultáneamente desde una misma altura.
a) Si la caída fuera en el aire, ¿cuál llegará primeo al suelo?
b) ¿Y si fuera en el vacío?
c) ¿Por qué ambos experimentos proporcionan resultados
distintos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2.
a) Un cuerpo se deja caer desde cierta altura y cae en dirección
vertical. ¿En qué condiciones podemos considerar que tal
cuerpo está en caída libre?
b) ¿Cuál es el tipo de movimiento de un cuerpo que se mueve en
caída libre?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
163
10.3. Dos cuerpos, uno de los cuales es más pesado que el otro,
descienden en caída libre en las proximidades de la superficie de la
Tierra.
a) ¿Cuál es el valor de la aceleración de caída para el cuerpo más
pesado? Y ¿para el más ligero?
b) ¿Cómo se denomina y cómo se representa esta aceleración de
la caída de los cuerpos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4.
a) Cuando un cuerpo desciende en caída libre, ¿qué sucede al
valor de la velocidad en cada segundo?
b) ¿Y si el cuerpo fuera lanzado verticalmente hacia arriba?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.5. Un cuerpo se deja caer (o sea, parte del reposo) desde lo alto de un
edificio, y tarda 𝟑. 𝟎 𝒔 en llegar al suelo. Considere despreciable la
resistencia del aire y 𝒈 = 𝟏𝟎𝒎 𝒔𝟐⁄ .
a) ¿Cuál es la altura del edificio?
b) ¿Con qué velocidad llega el cuerpo al piso?
164
10.6. El movimiento de caída de un cuerpo, cerca de la superficie de un
astro cualquiera, es uniformemente variado, como sucede en la
Tierra. Un habitante de un planeta X, que desea medir el valor de la
aceleración de la gravedad en este planeta, deja caer un cuerpo
desde una altura de 𝟔𝟒 𝒎, y observa que tardó 𝟒. 𝟎 𝒔 en llegar al
suelo.
a) ¿Cuál es el valor de 𝒈 en el planeta X?
b) ¿Cuál es la velocidad a la cual llegó hasta el suelo el cuerpo
soltado?
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
165
PRÁCTICA N° 5
MOVIMIENTO AIRE TIERRA
1. TEMA:
Movimiento Aire – Tierra
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar las características del movimiento compuesto aire tierra.
3. MATERIALES:
3.1. Rampa de lanzamiento.
3.2. Tablero acanalado
3.3. Una Esfera metálica
3.4. Un Flexómetro
3.5. Papel carbón
3.6. Una masa prototipo
4. ESQUEMA:
166
5. TEORÍA
5.1. ¿A qué llamamos proyectil?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es un movimiento parabólico?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué es el movimiento compuesto (completo)?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Cuál es el principio de Independencia de los movimientos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
Primera parte
6.1. Montar la rampa de lanzamiento en el tablero acanalado.
6.2. En la rampa de lanzamiento ubicamos una marca de referencia que
servirá para liberar la esfera a través de ella con exactitud en cada
experiencia.
6.3. Amarrar en un extremo del hilo la masa prototipo que va a servir de
plomada. Tomando el hilo, déjalo colgar desde el extremo de la rampa
de lanzamiento hasta que toque el piso. Señala con un lápiz ese punto.
6.4. Posicionamos la rampa de lanzamiento a 70 cm de altura desde el piso.
6.5. Colocamos el papel carbón sobre el suelo, a una distancia aproximada
donde vaya a caer la esfera al liberarla en la rampa.
6.6. Colocamos la esfera en la marca de referencia y la liberamos,
167
observando el alcance que esta logra (papel carbón)
6.7. Medimos la distancia que alcanzo la esfera con un flexómetro desde el
punto señalado y el tiempo en que demora caer la esfera por tres
ocasiones.
6.8. Anotamos los valores obtenidos en nuestra tabla de valores.
6.9. Variamos la altura en dos ocasiones más, a 65 y 60 cm la rampa de
lanzamiento y repetimos la experiencia.
6.10. Establecemos la relación entre la distancia y el tiempo.
6.11. Establecemos la relación entre la altura y la distancia alcanzada.
6.12. Representamos gráficamente la altura en función de la distancia
recorrida.
6.13. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
Primer cuadro
N°
Ex
p.
𝒉 (𝒄𝒎) 𝒅 (𝒄𝒎)
𝒕 (𝒔) T
iem
po
pro
me
dio
𝒗
𝒄𝒎 𝒔⁄ 𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01 70
02 65
03 60
Segundo cuadro
N° Exp. 𝒉 (𝒄𝒎) 𝒅 (𝒄𝒎) 𝒉
𝒅
01 70
02 65
03 60
168
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y las gráficas obtenidas.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. ¿Qué trayectoria describe la esfera metálica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Alt
ura
(cm
)
Distancia (cm)
ALTURA EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA RECORRIDA
169
10.2. ¿Mientras mayor sea la altura la esfera llega más lejos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. ¿A qué se debe que la esfera al salir disparada de la rampa, esta
muestra una trayectoria parabólica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4. ¿Qué sucede con la velocidad del movimiento horizontal?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.5. La velocidad del movimiento vertical es uniformemente variado.
Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.6. Cuando un cuerpo está animado de dos movimientos
perpendiculares entre sí, decimos que son independientes uno del
otro. Explique el significado de esto.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.7. En la siguiente figura, suponga que el cuerpo A tardó 𝟎. 𝟒𝟓 𝒔 en
llegar al suelo, y que el cuerpo B haya sido lanzado con una
velocidad 𝑽𝑯 = 𝟐. 𝟎 𝒎 𝒔⁄ .
170
a) ¿Cuánto tarda 𝑩 en llegar al suelo?
b) Sabiendo que el valor de la velocidad horizontal 𝑽𝑯 permanece
constante durante la caída, ¿a qué distancia del risco caerá el
cuerpo B del risco?
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
171
PRÁCTICA N° 6
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
1. TEMA:
Movimiento Circular Uniforme
2. OBJETIVO
2.1. Identificar los principales elementos del movimiento circular uniforme:
período, frecuencia, velocidad angular y velocidad lineal.
3. MATERIALES:
3.1. Tablero acanalado
3.2. Motor eléctrico con polea
3.3. Disco con partícula fija
3.4. hilo inextensible
3.5. Un cronómetro
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es el movimiento circular uniforme? De un ejemplo.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
172
5.2. ¿Qué entiende por periodo y frecuencia?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué es velocidad angular?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué es velocidad lineal o tangencial?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Cuáles son las características del movimiento circular uniforme?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.6. ¿Qué ecuaciones rigen en el movimiento circular uniforme?
6. PROCEDIMIENTO
6.1. En el tablero acanalado colocamos el disco con partícula fija y el motor
eléctrico con polea, separados por el hilo inextensible, según el esquema
173
referido.
6.2. Para medir el número de revoluciones señalamos tanto en el tablero
acanalado como en el hilo, puntos de color, los cuales nos servirán como
puntos de partida como de final.
6.3. Colocamos otro punto de referencia desde la partícula fija al tablero
acanalado.
6.4. Haciendo girar el disco con partícula fija con la mana, contamos el
número de vueltas que este realiza hasta que el hilo de una oscilación
completa.
6.5. Repetimos el paso anterior para 2 y 3 oscilaciones completas,
determinando el número de revoluciones y anotamos los valores
obtenidos en nuestro cuadro de valores.
6.6. Se acciona el motor eléctrico y se determina el tiempo que la partícula
tarda en dar 1, 2 y 3 oscilaciones completas, por tres ocasiones.
6.7. Calculamos los principales elementos del movimiento circular: período,
frecuencia, velocidad angular y velocidad lineal.
6.8. Representamos gráficamente el tiempo en función del número de
revoluciones, el número de revoluciones en función del tiempo, 2π rad
en función del periodo y la velocidad angular en función del radio de la
polea del motor eléctrico
6.9. Establecemos las conclusiones correspondientes
7. CUADRO DE VALORES
N°
Ex
p.
𝒏
(𝒓𝒆𝒗)
𝒕 (𝒔)
Tie
mp
o
pro
me
dio
𝑹𝒂𝒅𝒊𝒐
(𝒎
)
𝑻 (𝒔) 𝒇 (𝑯𝒛) 𝛚
(𝒓𝒂𝒅/𝒔)
𝒗𝒍
(𝒎/𝒔) 𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01
02
03
174
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80
t (s
)
n (rev)
TIEMPO EN FUNCIÓN DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60
n (
rev)
t (s)
NÚMERO DE REVOLUCIONES EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
175
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y las gráficas obtenidas
9.1. _________________________________________________________
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
2π
(rad
)
T (s)
2π EN FUNCIÓN DEL PERIODO
0
5
10
15
20
25
30
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
ω (
rad
/s)
r (m)
VELOCIDAD ANGULAR EN FUNCIÓN DEL RADIO
176
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. Según lo que pudo observar en la práctica realizada responda ¿La
velocidad angular en el movimiento circular permanece constante
o varía? ¿por qué?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2. Un punto de una rueda situado a ′′𝒓′′ metros del eje de rotación con
una rapidez lineal de ′′𝒗′′ 𝒎 𝒔⁄ , si el radio se reduce a la mitad y se
duplica su rapidez, la velocidad es:
10.3.
a) ¿Cómo se define la velocidad angular de un cuerpo en
movimiento circular, y qué describe un ángulo ∆𝜽 durante un
tiempo ∆𝒕? Usando esta expresión, calcule la velocidad angular
de un cuerpo para el cual ∆𝜽 = 𝝅 𝟐⁄ 𝒓𝒂𝒅 y ∆𝒕 = 𝟎. 𝟓𝟎 𝒔.
b) ¿Cuál es la ecuación que relaciona 𝝎 y 𝑻? Empléela para
177
calcular el periodo de movimiento del cuerpo citado en (a)
c) Suponga que la trayectoria del cuerpo citado (a) tiene un radio
𝑹 = 𝟏𝟎 𝒄𝒎. Use la relación entre 𝒗, 𝝎 y 𝑹 para calcular la
velocidad lineal de este cuerpo.
10.4. Para colocar 45 tornillos de 𝟐𝟎 𝒗𝒖𝒆𝒍𝒕𝒂𝒔 se piensa utilizar un taladro
comercial de 𝒕𝒓𝒆𝒔 𝒎𝒊𝒍 𝒓𝒆𝒗𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒎𝒊𝒏𝒖𝒕𝒐. Calcular el tiempo
aproximado en colocar los 45 tornillos, tomando en cuenta que para
preparar un tornillo antes de usar el taladro se gasta 𝟏𝟎 𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐𝒔.
10.5. Un carrete de 𝟐 𝒄𝒆𝒏𝒕í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔 de radio posee 𝟓𝟎 𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔 de hilo
enrollado. ¿A qué velocidad debe girar para desenrollar todo el hilo
que posee en 𝟑 𝒎𝒊𝒏𝒖𝒕𝒐𝒔?
178
10.6. Calcular el periodo y la frecuencia de un disco que gira tres vueltas
completas en medio segundo.
10.7. Para el problema anterior, calcular la velocidad tangencial si el
diámetro del disco es de 𝟓 𝒄𝒆𝒏𝒕í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔.
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
179
PRÁCTICA N° 7
FUERZAS COPLANARIAS Y CONCURRENTES
1. TEMA
Fuerzas Coplanarias y Concurrentes
2. OBJETIVO
2.1. Determinar el peso de un cuerpo desconocido mediante el método de
fuerzas coplanarias y concurrentes.
3. MATERIALES
3.1. Tablero para medir fuerzas
3.2. Hilo inextensible
3.3. Juego de masas prototipo.
3.4. Un cuerpo cualquiera
3.5. Un graduador
4. ESQUEMA:
180
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué entiende por fuerza?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es un sistema de fuerzas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué son fuerzas coplanarias y concurrentes?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Qué entiende por resultante de un sistema de fuerzas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. En los extremos de nuestro hilo ubicamos diferentes pesos a cada lado
y lo colocamos sobre las poleas.
6.2. Ubicamos en el centro del hilo un cuerpo cualquiera del cual se desee
determinar su peso.
6.3. Con la ayuda del graduador medimos el ángulo formado por los dos
ramales que forman el hilo inextensible con respecto de los pesos de los
extremos.
181
6.4. Registramos los pesos ubicamos en los extremos, así como el ángulo
formado.
6.5. Repetimos los pasos anteriores cambiando las masas en los extremos
del hilo.
6.6. Determinamos la fuerza resultante aplicando la ley de cosenos
𝐹𝑅 = 𝐹12 + 𝐹2
2 + 2 𝐹1 𝐹2 𝐶𝑂𝑆 𝜃
6.7. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝑭𝟏 (𝒈𝒇) 𝑭𝟐 (𝒈𝒇) 𝚹 (°) 𝑭𝑹 (𝒈𝒇)
01
02
03
8. CONCLUSIONES
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9. EVALUACIÓN
9.1. ¿Cuál es la diferencia entre una fuerza de acción y una fuerza de
reacción? Ponga un ejemplo.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
182
9.2. Golpeas con un martillo una manzana y ésta se rompe. ¿Qué
sucede si pudieras golpear una manzana contra un martillo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.3. ¿Un libro se encuentra en reposo sobre una mesa, ¿existen fuerzas
que están actuando sobre el libro? Señala cuáles podrían ser.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.4. Una persona afirma que su peso cambia cuando se encuentra en un
ascensor, ¿Cómo podría ser esto? Analiza cuando el ascensor sube
y cuando baja, ¿cuándo tendrá menor peso?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.5. Según el esquema referido en esta práctica. Si al colocar pesas a
los extremos del hilo de 𝟔𝟎 𝒈𝒇 y 𝟕𝟎 𝒈𝒇 estos forman un ángulo de
109° ¿Cuál es el peso del cuerpo?
9.6. Según el esquema referido en esta práctica. Si al colocar pesas a
los extremos del hilo de 𝟓𝟐 𝒈𝒇 y 𝟕𝟐 𝒈𝒇 estos forman un ángulo de
105° ¿Cuál es el peso del cuerpo?
183
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
184
PRÁCTICA N° 8
ROZAMIENTO
1. TEMA
1.1. Rozamiento
2. OBJETIVO
2.1. Determinar el coeficiente de rozamiento de dos superficies en contacto.
3. MATERIALES:
3.1. Paralelepípedo con aristas recubiertas
3.2. Dinamómetro
3.3. Juego de masas prototipo
3.4. Tablero acanalado
4. ESQUEMA:
185
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué entiende por fuerza?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es coeficiente de fricción? ¿Cómo se lo representa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué se entiende por fuerza de fricción? ¿Cómo se la calcula?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué características tiene la fuerza de fricción?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Cuáles son los tipos de rozamiento o fricción?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.6. ¿Qué entiende por plano inclinado?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Con la ayuda del dinamómetro determinamos el peso del paralelepípedo
y los anotamos en nuestro cuadro de valores.
6.2. Ubicamos el paralelepípedo en el tablero acanalado, de modo que
coincidan las superficies: madera - vidrio.
186
6.3. Enganchando el paralelepípedo con el dinamómetro, determinamos la
fuerza necesaria para producir movimiento entre nuestro paralelepípedo
y la superficie en contacto.
6.4. Luego, sobre nuestro paralelepípedo colocamos una pesa de 20 g y
realizamos el mismo paso anterior y así sucesivamente.
6.5. Repetimos los pasos para las diferentes superficies de contacto: madera
– madera; madera lija y madera caucho.
6.6. Finalmente, para una práctica integral realizamos todos los mismos
pasos anteriores, pero en esta ocasión sobre un plano inclinado que
formaremos con la ayuda del tablero acanalado.
6.7. Establecemos la relación entre la fuerza aplicada y el peso del
paralelepípedo en cada uno de los casos.
6.8. Representamos gráficamente.
6.9. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
PRIMERA PARTE
Madera – Vidrio
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
Madera – Madera
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
187
Madera – Lija
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
Madera – Caucho
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
SEGUNDA PARTE
Madera – Vidrio
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
Madera – Madera
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
188
Madera – Lija
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
Madera – Caucho
N° Exp. 𝒑 (𝒈) 𝒇 (𝒈) 𝒇 𝒑⁄
01
02
03
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
PRIMERA PARTE
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - VIDRIO
189
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - MADERA
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - LIJA
190
SEGUNDA PARTE
0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - CAUCHO
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - VIDRIO (INCLINADO)
191
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - MADERA (INCLINADO)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - LIJA (INCLINADO)
192
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar los cuadros de
valores y las gráficas obtenidas.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. ¿Qué representa la pendiente obtenida en las representaciones
gráficas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140
f (g
)
p (g)
MADERA - CAUCHO (INCLINADO)
193
10.2. ¿Cuándo es máximo el valor de la fuerza de rozamiento?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. ¿El coeficiente de fricción depende del área de contacto entre las
superficies? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4. ¿Variarían los resultados si se sustituyera el plano horizontal por
un plano inclinado? Justifique la respuesta.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.5. ¿Cuál es mayor para una misma pareja de superficies, el coeficiente
estático o cinético? ¿Por qué?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.6. ¿Por qué las llantas de los autos no son lisas, sino que presentan
surcos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.7. ¿Por qué es más probable resbalarse al caminar sobre un piso
encerado que al caminar sobre otro que no lo está?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.8. ¿Por qué para desplazarse sobre el hielo se utilizan trineo y no
vehículos con ruedas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
194
10.9. Una caja es empujada por una persona con una fuerza 𝑭 horizontal,
como se muestra la figura de este ejercicio. Suponiendo que 𝑭 =
𝟑. 𝟓 𝒌𝒈𝒇 y que la caja no se mueve.
a) Trace, en la figura, la fuerza de fricción estática 𝒇𝒆 que actúa
sobre la caja.
b) ¿Cuál es en tales condiciones el valor de 𝒇𝒆?
c) Si el valor de 𝑭 aumentase a 𝟕. 𝟎 𝒌𝒈𝒇 y la caja todavía estuviera
inmóvil, ¿Cuál sería entonces el valor de 𝒇𝒆?
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
195
PRÁCTICA N° 9
SEGUNDA LEY DE NEWTON
1. TEMA
Segunda Ley de Newton
2. OBJETIVO
2.1. Establecer la relación que hay entre la fuerza aplicada y la aceleración
que adquiere un cuerpo cuando se mantiene constante la masa.
3. MATERIALES
3.1. Tablero acanalado
3.2. Polea loca
3.3. Taco de madera con espiga
3.4. Hilo inextensible
3.5. juego de masas prototipo
3.6. Un cronómetro
4. ESQUEMA:
196
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué establece la segunda ley de newton?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Cuál es la expresión matemática de la segunda ley de Newton?
5.3. ¿Qué entiende por fuerza aplicada?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué relación hay entre aceleración y fuerza neta?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Qué entiende por peso? ¿Cómo se lo calcula?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Aseguramos el taco de madera en el tablero acanalado y en ella
colocamos la polea loca.
6.2. Verificamos que la polea gire sin excesiva fricción.
6.3. Al término de cada extremo del hilo colocamos masas diferentes y lo
colocamos en la polea loca.
6.4. Marcamos visiblemente en el tablero acanalado dos posiciones de
referencia, llevando un extremo del hilo hacia una de ellas.
6.5. Soltamos el hilo, de modo que el otro extremo del hilo se deslice hacia
abajo por tener mayor peso. En cada experiencia registrar el tiempo en
el cuadro de valores cuando nuestras pesas sobrepasen las marcas
previamente determinadas.
197
6.6. Realizamos tres experiencias con el paso anterior (incrementando una
pesa al otro extremo).
6.7. Realizamos los cálculos correspondientes.
6.8. Representamos gráficamente la aceleración en función de la variación
de fuerza.
6.9. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N°
Ex
p.
𝒎𝟏
(𝒈)
𝒎𝟐
(𝒈)
∆𝐦
(𝒈)
𝑭𝟏
(𝑵)
𝑭𝟐
(𝑵)
∆𝐅
(𝑵)
𝒅
(𝒎)
𝟐 𝒅
(𝒎)
𝒕
(𝒔)
𝒕𝟐
(𝒔𝟐)
𝒂
(𝒎/𝒔𝟐) 𝑭
𝒂
01
02
03
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
a (
m/s
2)
F (N)
ACELERACIÓN EN FUNCIÓN DE LA VARIACIÓN DE FUERZA
198
valores y la gráfica obtenida.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. ¿La pendiente de la gráfica de la fuerza en función de la aceleración
es igual a?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2. ¿Qué ocurre con la aceleración de un objeto si la fuerza aplicada
disminuye, pero la masa permanece constante?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3. Si la fuerza neta sobre un cuerpo es nula ¿Cambia su velocidad?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.4. Si la fuerza neta sobre un cuerpo no es nula ¿Tiene aceleración?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.5. Un cuerpo de masa 𝟔𝟎 𝒌𝒈 experimenta una aceleración de
199
𝟏, 𝟓 𝒎 𝒔𝟐⁄ . Determine la fuerza neta sobre el cuerpo.
10.6. Si la resultante de las fuerzas vale 𝑭 = 𝟐𝟎 𝑵 y actúan en un cuerpo
cuya masa es 𝒎 = 𝟓, 𝟎 𝒌𝒈 ¿Cuál es el valor de la aceleración que
posee dicho cuerpo?
10.7. Un cuerpo de masa 𝒎, por la acción de la aceleración de una fuerza
resultante 𝑭 = 𝟑𝟎 𝒌𝒈𝒇, adquiere una aceleración 𝒂 = 𝟑𝟓𝟎 𝒄𝒎 𝒔𝟐⁄ .
Responde.
a) Para calcular en kilogramos de masa del bloque, ¿en qué
unidades debe expresar los valores de 𝑭 y 𝒂?
b) Calcula la masa en kg, del bloque
10.8. Un astronauta desciende en la Luna donde la aceleración de la
gravedad es seis veces mejor que en la Tierra y usando un
newtómetro pesa un piedra, encontrando que el peso 𝑷 = 𝟑, 𝟓 𝑵.
200
a) ¿En qué unidades el astronauta debe expresar 𝒂 para calcular la
masa 𝒎 de la piedra en kg?
b) Calcula la aceleración de la gravedad en la Luna
c) Calcula la masa de la piedra
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
201
PRÁCTICA N° 10
EQUILIBRIO DE CUERPOS
1. TEMA:
Equilibrio de Cuerpos
2. OBJETIVO:
2.1. Demostrar experimentalmente el equilibrio de los cuerpos.
3. MATERIALES:
3.1. Oso equilibrista
3.2. Alambre en forma de U
3.3. Masas prototipo
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué entiende por sistema de fuerzas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
202
5.2. ¿Qué es la resultante de un sistema de fuerzas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué entiende por centro de gravedad? ¿Dónde se encuentra el
centro de gravedad en cuerpo simétrico y en un cuerpo irregular?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Cuáles son las características del centro de gravedad?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. ¿Qué es centro de masa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Colocamos el alambre en forma de U en el agujero del taco de madera
6.2. Colocamos masas prototipo en el alambre hasta encontrar el centro de
gravedad y por consecuente el equilibrio del oso.
6.3. Inclinamos todo el equipo y observamos lo que sucede.
6.4. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CONCLUSIONES
7.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
7.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
7.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
7.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
7.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
203
8. EVALUACIÓN
8.1. ¿Cuáles son las condiciones para que un cuerpo se encuentre en
equilibrio?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.2. En la práctica que se realizó ¿A qué se debe el equilibrio
producido?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.3. ¿Por qué no se cae la torre de Pisa? ¿Bajo qué condiciones se
mantiene en equilibrio la torre? Comenta la influencia de la
inclinación y la distribución de la masa.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.4. ¿Podríamos sostener una moneda con un papel puesto de canto y
así lograr un sistema de equilibrio? ¿Cómo es posible?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.5. ¿Por qué una persona hecha el cuerpo hacia el frente cuando está
sentada y desea ponerse de pie?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
204
8.6. ¿Por qué es más fácil cargar una barra por la mitad que por un
extremo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.7. ¿Cómo un equilibrista consigue caminar sobre una cuerda que se
encuentra a cierta altura con la ayuda de un balancín?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9. BIBLIOGRAFÍA
9.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
205
PRÁCTICA N° 11
TRABAJO Y ENERGÍA
1. TEMA:
Trabajo y energía
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar experimentalmente el teorema del trabajo y la energía.
2.2. Comprobar la relación que existe entre el trabajo aplicado sobre un
objeto y la variación en su energía cinética.
2.3. Realizar un estudio profundo acerca de los temas de trabajo, potencia y
energía, ilustrando la importancia de los mismos.
3. MATERIALES:
3.1. Tablero acanalado
3.2. Taco de madera con espiga
3.3. Polea loca
3.4. Juego de pesas prototipo
3.5. Hilo inextensible
3.6. Un carrito experimental
3.7. Un riel de movimientos
3.8. Dinamómetro
3.9. Una mesa
4. ESQUEMA:
206
4. TEORÍA
5.1. ¿Qué es trabajo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. Escriba la definición de energía
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué entiende por energía cinética?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Cuál es la expresión matemática de la energía cinética?
5.5. ¿Cuál es el teorema de trabajo – Energía cinética?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.6. ¿Qué son fuerzas conservativas y no conservativas?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5. PROCEDIMIENTO
6.1. Aseguramos el taco de madera en el tablero acanalado y ella colocamos
la polea loca.
6.2. Verificamos que la polea gire sin excesiva fricción.
6.3. Al término de un extremo del hilo colocamos al carrito experimental,
mientras que en el otro extremo colocamos una masa cualquiera, el cual
es la fuerza 𝐹 = 𝑚𝑔, para que acelere el sistema.
6.4. Se agrega una pesa al carrito experimental y así obtener su medida con
207
la ayuda del dinamómetro.
6.5. Colocamos el riel sobre la mesa, el cual nos servirá para medir la
distancia que recorrerá el carrito experimental.
6.6. Colocamos el hilo sobre la polea, de tal manera que el carrito se
encuentre la superficie plana de la mesa y la pesa cuelgue.
6.7. Soltamos el hilo de modo que el extremo del hilo se deslice hacia abajo,
recorriendo el carrito experimental una distancia de 40 cm.
6.8. Anotando los datos obtenido en el cuadro de valores.
6.9. Repetimos el experimento variando la distancia a 60 y 80 cm.
6.10. Luego se calculó el tiempo promedio correspondiente a las distancias
realizadas.
6.11. También se debe calcular la velocidad final 𝑣𝑓 = 2𝑑 𝑡⁄ y la aceleración
de móvil
𝑎 =𝑚𝑐𝑜𝑙𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒 . 𝑔
𝑚𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 + 𝑚𝑐𝑜𝑙𝑔𝑎𝑛𝑡𝑒
6.12. Se calcula el trabajo total 𝑊 = 𝑀. 𝑎. 𝑥 realizado por el móvil para lograr
la energía en Joule.
6.13. Finalmente se calcula la variación de la energía cinética ∆𝑘 del móvil, en
joule usando la ecuación:
∆𝑘 = 𝑘𝑓 − 0 = 𝑘𝑓 =1
2𝑀𝑣2𝑓
6. CUADRO DE VALORES
N°
Exp.
𝒅
(𝒎)
𝒕 (𝒔)
Tie
mp
o
pro
me
dio
𝒗𝒇
(𝒎/𝒔)
𝒂
(𝒎 𝒔𝟐)⁄
𝑭
(𝑵)
𝑾
(𝑱)
∆𝑲
(𝑱) 𝒕𝟏 𝒕𝟐 𝒕𝟑
01
02
03
208
7. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8. EVALUACIÓN
8.1. Con los resultados mostrados en el cuadro de valores, entre la
variación de la energía cinética y el trabajo total realizado. ¿En su
opinión se cumple el teorema de trabajo – energía? ¿Por qué?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.2. ¿Las fuerzas de rozamiento juegan un papel importante en esta
experiencia? Justifique su respuesta.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.3. ¿La fuerza de gravedad es conservativa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.4. ¿En el experimento realizado de la masa colgante es o no
209
conservativa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.5. ¿En el experimento realizado la fuerza es o no conservativa?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
8.6. ¿Qué ocurre con la aceleración del experimento si la fuerza aplicada
disminuye, pero la masa permanece constante?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9. BIBLIOGRAFÍA
9.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
210
PRÁCTICA N° 12
EQUILIBRIO TÉRMICO Y TEMPERATURA
1. TEMA:
Equilibrio térmico y temperatura
2. OBJETIVO:
2.1. Comprobar matemática y experimentalmente la temperatura final de una
mezcla.
3. MATERIALES:
3.1. Dos latas de atún vacías
3.2. Una esfera metálica
3.3. Velas (Fuente de calor)
3.4. Un termómetro de 100 º C
3.5. Una pinza
3.6. Un Agitador
4. ESQUEMA:
211
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es Temperatura?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es energía interna?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué es calor?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué es equilibrio térmico?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. Escriba el enunciado de la ley cero de la termodinámica
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
PARTE I
6.1. Tomamos un recipiente (lata) y le añadimos 70 cm³ de agua y medimos
la temperatura del agua al ambiente.
6.2. En el segundo recipiente añadimos 50 cm³ de agua y la hacemos hervir
encendiendo las velas por aproximadamente 5 minutos y medimos la
temperatura del agua mientras hierve.
6.3. Colocamos muy rápidamente el agua hervida en el agua al ambiente y
mezclamos con el agitador por un breve espacio de tiempo (7 segundos)
y medimos la nueva temperatura de la mezcla, todos estos datos los
212
anotamos en nuestra tabla de datos.
6.4. Con los datos obtenidos establecemos la relación matemática para
calcular la temperatura final de la mezcla y la comparamos con la
temperatura medida experimentalmente.
6.5. Establecemos las conclusiones correspondientes.
PARTE II
6.6. Tomamos un recipiente (lata) y le añadimos 70 cm³ de agua y medimos
la temperatura del agua al ambiente.
6.7. En el segundo recipiente añadimos 50 cm³ de agua y le añadimos la
esfera de acero a la cual le mediremos la masa y la hacemos hervir
encendiendo las velas por aproximadamente 5 minutos
6.8. Medimos la temperatura del agua mientras hierve; tomando en cuenta
que la temperatura del agua es la misma que va a poseer la esfera.
6.9. Colocamos rápidamente la esfera de acero en el agua al ambiente con
la ayuda de la pinza; mezclamos con el agitador por un lapso de 7
segundos y medimos la nueva temperatura de la mezcla, todos estos
datos los anotamos en nuestra tabla de datos.
6.10. Con los datos obtenidos establecemos la relación matemática para
calcular la temperatura final de la mezcla y la comparamos con la
temperatura medida experimentalmente.
6.11. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CÁLCULOS Y RESULTADOS
PARTE 1
DATOS CÁLCULO
𝑻𝟏 =
𝒎𝟏 =
𝑻𝟐 =
𝒎𝟐 =
𝑻𝒇 =(𝒎𝟐)(𝒕𝟐) + (𝒎𝟏)(𝒕𝟏)
𝒎𝟏 + 𝒎𝟐
𝑻𝒇 matemáticamente ≅ 𝑻𝒇 experimentalmente
213
PARTE 2
DATOS CÁLCULO
𝑻𝟏 =
𝒎𝟏 =
𝑻𝟐 =
𝒎𝟐 =
𝑪 = 𝟏
𝑻𝟑 =
𝒎𝟑 =
𝑪𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂 =
𝑻𝒇 =(−𝑪𝟏)(𝒎𝟏)(𝑻𝟏) + (𝑪𝟐)(𝒎𝟐)(𝑻𝟐) + (𝑪𝒆𝒔𝒕𝒆𝒓𝒂)(𝒎𝟑)(𝑻𝟑)
(𝑪𝟏)(𝒎𝟏) + (𝑪𝟐)(𝒎𝟐) + (𝑪𝟑)(𝒎𝟑)
𝑻𝒇 matemáticamente ≅ 𝑻𝒇 experimentalmente
8. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9. EVALUACIÓN
9.1. Dos bloques idénticos, de hierro ambos, se colocan en contacto y
libres de influencias externas. Las temperaturas iniciales de los
bloques son 𝑻𝑨 = 𝟐𝟎𝟎 °𝑪 Y 𝑻𝑩 = 𝟓𝟎 °𝑪.
214
a) Después de cierto tiempo, ¿qué sucede a la temperatura 𝑻𝑨? ¿Y
a la 𝑻𝑩?
b) ¿Cuál es la causa de las variaciones en las temperaturas 𝑻𝑨 y
𝑻𝑩?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.2. Considere de nuevo los cuerpos del ejercicio anterior.
a) Después de cierto tiempo, ¿qué sucedió a la energía interna de
A? ¿Y a la de B?
b) ¿Hubo trasferencia de energía de uno a otro bloque? ¿En qué
sentido?
c) ¿Cómo se denomina esta energía transferida?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.3. Considere dos barras idénticas, una de metal y otra de madera, y
que uno de los extremos de cada barra es introducido en una flama.
a) ¿Podría usted seguir sosteniendo por mucho tiempo el extremo
libre de la barra de metal? Explique.
b) ¿Por qué se podría sostener el extremo libre de la barra de
madera durante un tiempo mayor?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.4.
a) Una persona afirma que su abrigo es de buena calidad porque
impide que el frio pase a través de él. ¿Esta afirmación es
correcta? Explique.
215
b) Un niño descalzo y en una habitación con suelo de cemento,
coloca su pie izquierdo directamente sobre el piso y su pie
derecho sobre sobre un tapete que se encuentra ahí. El tapete y
el suelo están a la misma temperatura. ¿En cuál de los pies
tendrá el niño mayor sensación de frio? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.5. Dos autos, uno de color claro y otro de color oscuro, permanecen
estacionados al sol durante cierto tiempo. ¿Cuál cree usted que se
calentará más? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
216
PRÁCTICA N° 13
DILATACIÓN LINEAL
1. TEMA:
Dilatación Lineal
2. OBJETIVO:
Determinar experimentalmente la temperatura final de una varilla de cobre en la
dilatación lineal.
3. MATERIALES:
3.1. Soporte de madera (oso equilibrista)
3.2. Alambre de cobre
3.3. Velas (Fuente de calor)
3.4. Masa prototipo
3.5. Una regla milimetrada
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué se entiende por dilatación?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
217
5.2. ¿Por qué se dilatan los sólidos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué se entiende por dilatación lineal?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué es y cómo se calcula el coeficiente de dilatación lineal?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. En el soporte de madera atamos fuertemente por un extremo el alambre
de cobre.
6.2. Por el extremo libre de la cuerda colocamos una masa prototipo de, de
tal manera que el alambre de cobre quede tenso.
6.3. Medimos la distancia inicial que marca la pesa prototipo desde el punto
en el que la cuerda guinda libremente.
6.4. Bajo el alambre de cobre colocamos una fuente de calor, en este caso
un conjunto de velas.
6.5. Al término de un minuto de someter al calor determinamos la variación
de longitud que ha experimentado el alambre de cobre y registramos en
nuestro cuadro de valores.
6.6. Hacemos lo propio al someter a la cuerda al calor durante dos minutos.
6.7. La temperatura inicial que se considera en esta práctica será de 20 °C
(temperatura ambiente).
6.8. Establecemos conclusiones correspondientes.
218
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝒕 (𝒎𝒊𝒏) 𝒍𝒐(𝒄𝒎) 𝒍𝒇(𝒄𝒎) ∆𝑳 (𝒄𝒎) 𝑻𝒐(°𝑪) 𝜶 (𝟏
°𝑪) 𝑻𝒇 (°𝑪)
01 17 𝑥 10−6
02 17 𝑥 10−6
8. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9. EVALUACIÓN
9.1. Para comprender el significado del coeficiente de dilatación lineal,
llene los espacios vacíos que aparecen en las afirmaciones
siguientes: Cuando se dice que el coeficiente de dilatación lineal
del plomo vale 𝟐𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟔 °𝑪−𝟏, esto significa que una barra de
plomo.
a) De 1km de longitud se dilata 𝟐𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟔 𝒌𝒎 cuando su
temperatura aumenta en _________________________________
b) De 1 pulgada de largo se dilata 𝟐𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟔 𝒑𝒖𝒍𝒈𝒂𝒅𝒂𝒔 cuando su
temperatura aumenta en _________________________________
c) De 1cm de longitud se dilata ___________________________ cm
cuando su temperatura aumenta en 𝟏 °𝑪.
219
9.2. Dos barras, A y B, de la misma longitud inicial, sufren la misma
elevación de temperatura. ¿Podrían ser diferentes las dilataciones
de estas barras? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.3. Dos barras, A y B, del mismo material experimentan la misma
elevación de temperatura. Las dilataciones de estas barras
¿Podrían ser distintas? Explique.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
220
PRÁCTICA N° 14
DILATACIÓN SUPERFICIAL
1. TEMA:
Dilatación Superficial
2. OBJETIVO:
Determinar experimentalmente la variación de área que sufre un cuerpo al ser
sometido a una fuente de calor.
3. MATERIALES:
3.1. Velas (Fuente de calor)
3.2. Un calibrador
3.3. Una placa de latón
3.4. Una Pinza
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es la dilatación superficial?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
221
5.2. ¿Qué es y cómo se calcula el coeficiente de dilatación superficial?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Medimos el largo y ancho de la placa y calculamos el Área inicial.
6.2. Encendemos las velas.
6.3. Con la ayuda de una pinza colocamos la placa de latón sobre las velas,
la sostenemos al calor por tres o cuatro minutos.
6.4. Con la mayor precaución de no quemarse volvemos a medir el ancho y
largo de la placa y calculamos su área final.
6.5. Luego procedemos a calcular la variación de área que ha sufrido la placa
de latón.
6.6. La temperatura inicial que se considera en esta práctica será de 20 °C
(temperatura ambiente).
6.7. Establecemos conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝒕 (𝒎𝒊𝒏) 𝑨𝒐(𝒄𝒎𝟐) 𝑨𝒇(𝒄𝒎
𝟐) ∆𝑨 (𝒄𝒎𝟐) 𝑻𝒐(°𝑪) 𝜶 (𝟏
°𝑪) 𝑻𝒇 (°𝑪)
01 1,8 𝑥 10−5
8. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
222
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9. EVALUACIÓN
9.1. Una placa de zinc de forma rectangular, tiene 𝟔 𝒄𝒎 de longitud y
𝟒𝟎 𝒄𝒎 de anchura, a la temperatura de 𝟐𝟎 °𝑪. Suponiendo que la
placa fuese calentada hasta 𝟏𝟐𝟎 °𝑪, calcule:
a) El aumento en la longitud de la placa.
b) El aumento en la anchura de la placa.
9.2. Considere la placa del ejercicio anterior.
a) ¿Cuál es el valor de su coeficiente de dilatación superficial, 𝜷?
b) Calcule el aumento en el área de la paca usando el valor de 𝜷
obtenido en a).
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
223
PRÁCTICA N° 15
DILATACIÓN VOLUMÉTRICA
1. TEMA:
Dilatación Volumétrica
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar experimentalmente la variación de volumen que sufre un
cuerpo al ser sometido a una fuente de calor.
3. MATERIALES:
3.1. Vela (fuente de calor)
3.2. Una Pinza
3.3. Una esfera metálica
3.4. Una moneda
3.5. Un calibrador
4. ESQUEMA:
224
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es la dilatación volumétrica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es y cómo se calcula el coeficiente de dilatación superficial?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Cómo se puede medir la dilatación volumétrica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
Primera Parte
6.1. Medimos el diámetro y espesor de la moneda para luego encontrar el
volumen de la moneda.
6.2. Encendemos las velas.
6.3. Con la ayuda de una pinza colocamos la moneda sobre la vela y la
sostenemos por unos minutos.
6.4. Luego volvemos a medir su ancho y espesor para encontrar su volumen
final.
6.5. Luego calculamos la variación de volumen que sufrió la moneda y los
datos obtenidos anotamos en la tabla de valores.
6.6. La temperatura inicial que se considera en esta práctica será de 20 °C
(temperatura ambiente).
6.7. Establecemos conclusiones correspondientes
Segunda Parte
6.8. Repetimos los pasos de la primera parte cambiando la moneda por la
esfera.
225
7. CUADRO DE VALORES
Moneda
N°
Exp
𝑫𝒐
(𝒄𝒎)
𝒆𝒐
(𝒄𝒎)
𝑽𝒐
(𝒄𝒎𝟑)
𝑫𝒇
(𝒄𝒎)
𝒆𝒇
(°𝑪)
𝑽𝒇
(𝒄𝒎𝟑)
∆𝑽
(𝒄𝒎𝟑)
𝑻𝒐
(°𝑪)
𝜸
(𝟏
°𝑪)
𝑻𝒇
(°𝑪)
01 39 𝑥 10−6
Esfera
N°
Exp
𝑫𝒐
(𝒄𝒎)
𝑽𝒐
(𝒄𝒎𝟑)
𝑫𝒇
(𝒄𝒎)
𝑽𝒇
(𝒄𝒎𝟑)
∆𝑽
(𝒄𝒎𝟑)
𝑻𝒐
(°𝑪)
𝜸
(𝟏
°𝑪)
𝑻𝒇
(°𝑪)
01 33 𝑥 10−6
8. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9. EVALUACIÓN
9.1. Una esfera de acero flota en la superficie del mercurio contenido en
un recipiente. Suponga que, por un proceso determinado, sólo se
226
hace aumentar la temperatura de la esfera.
a) ¿La densidad de la esfera aumentará, disminuirá o no sufrirá
alteración alguna?
b) Así mismo, ¿La fracción sumergida de la esfera, aumentará,
disminuirá o no cambiará?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
9.2. La capacidad de un recipiente volumétrico completamente lleno,
como los matraces aforados que se usan en los laboratorios de
química, es de exactamente 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒍 a la temperatura de 𝟐𝟎 °𝑪 (estos
datos se indican en el recipiente). Cuando éste se tiene totalmente
lleno de agua en un día caluroso (𝟑𝟎 °𝑪), el volumen del agua que lo
contiene, ¿será mayor, menor o igual a 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒍?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
227
PRÁCTICA N° 16
DETERMINACIÓN DE RESISTENCIAS
1. TEMA:
Determinación de resistencias
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar experimentalmente el valor de las resistencias electicas
mediante la ley de Ohm y la lectura de código de colores.
3. MATERIALES:
3.1. Taquitos resistores
3.2. Juego de cables con caimanes
3.3. Una batería
3.4. Un multímetro
3.5. Tablero con perforaciones
4. ESQUEMA:
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué se entiende por resistencia eléctrica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
228
5.2. ¿Qué establece la ley de Ohm?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Determinar el valor de las resistencias con la ayuda del código de
colores, para ello registrar el número que marca la tabla adjunta para el
respectivo color de las dos primeras bandas, para la tercera banda
tomamos el factor multiplicador y para banda final, el factor de tolerancia.
6.2. Registrar en la tabla de valores el valor obtenido para las resistencias en
la tabla de valores.
6.3. Disponer el equipo de experimentación según el esquema referido
(circuito en serie).
6.4. Para determinar el volteje del circuito colocamos las clavijas del
multímetro en el extremo de la primera resistencia (1) y el extremo de la
229
tercera resistencia (6).
6.5. Configuramos el multímetro en el modo y rango de amperaje correcto.
6.6. Para determinar el amperaje de cada resistencia debemos colocar las
clavijas del multímetro en cada extremo de cada resistencia, es decir, en
la primera resistencia colocamos las clavijas en (1) y (2), para la segunda
resistencia en (3) y (4) y para la tercera resistencia en (5) y (6).
6.7. Registramos los valores obtenido en nuestro cuadro de valores y
realizamos los cálculos respectivos.
6.8. Comparar el valor obtenido analíticamente con el obtenido de la lectura
de la tabla de colores.
6.9. Establecer conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝑽 (𝑽) 𝑰(𝑨) 𝑹 (𝛀) 𝑹 (𝛀)(𝒄𝒐𝒍𝒐𝒓𝒆𝒔)
Resistencia 1
Resistencia 2
Resistencia 3
8. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores.
8.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
8.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
230
9. EVALUACIÓN
9.1. Cuando una lámpara dada se conecta a una batería que le aplica un
voltaje 𝑽𝑨𝑩 = 𝟔. 𝟎 𝑽, se observa que su filamento es recorrido por
una corriente 𝒊 = 𝟐. 𝟎 𝑨.
a) ¿Cuál es la resistencia (R), de este filamento?
b) Si este foco luminoso se conectara a una pila que le aplicase un
voltaje de 𝟏. 𝟓 𝑽, ¿qué intensidad de corriente pasaría por su
filamento (suponga que la resistencia del mismo no se
modifica)?
c) Cuando esta lámpara se conecta a otra fuente, por su filamento
pasa una corriente de 𝟏. 𝟓 𝑨. ¿Qué voltaje es aplicado ahora a la
lámpara?
9.2. Una batería aplica un voltaje constante a un conductor de cobre, y
establece en el mismo una corriente de 𝟐. 𝟎 𝑨. Este conductor se
sustituye por otro, también de cobre e igual longitud, pero con un
diámetro dos veces mayor que el primero.
a) ¿La resistencia del segundo alambre es mayor o menor que la
del primero? ¿Cuántas veces?
b) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que pasará por el segundo
conductor?
231
9.3.
a) Considerando el cobre y el tungsteno, ¿cuál de ellos es mejor
conductor de electricidad?
b) Suponga que el único criterio para escoger un material a
emplear en la fabricación de alambres de conexión fuera el
hecho de ser un buen conductor. En este caso, ¿cuál sería el
material de los conductores eléctricos que tendríamos e
nuestras casas?
9.4. En un laboratorio, un conductor fue sometido a diversos voltajes.
Al medir los valores de las tensiones y de la corriente que cada una
de ellas estableció en el conductor, se obtuvo la tabla siguiente:
𝑽𝑨𝑩 (𝑽) 5 10 15 20
𝒊 (𝑨) 0.20 0.40 0.60 0.80
a) Construya el diagrama 𝑽𝑨𝑩 − 𝒊 para este conductor.
b) ¿Este conductor obedece la ley de Ohm?
c) ¿Cuál es el valor de la resistencia R de este conductor?
10. BIBLIOGRAFÍA
10.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
10.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
232
PRÁCTICA N° 17
CONEXIÓN DE RESISTORES
1. TEMA:
Conexión de resistores
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar experimentalmente las características de un circuito en
paralelo, serie y mixto a través de la ley de Ohm.
3. MATERIALES:
3.1. Taquitos eléctricos
3.2. Taquitos resistores
3.3. Juegos de cables con caimanes
3.4. Una batería
3.5. Un multímetro
3.6. Tablero con perforaciones
4. ESQUEMA:
233
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es corriente eléctrica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
234
5.2. ¿Qué se entiende por circuito en paralelo?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. Características del circuito en paralelo
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. ¿Qué es un circuito en serie?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.5. Características del circuito en serie
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.6. ¿Qué es un circuito mixto?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.7. Características del circuito mixto
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
Parte 1 (Circuito en paralelo)
6.1. Conectamos el circuito de acuerdo al siguiente esquema:
235
6.2. Configurar el multímetro en el modo y rango de voltaje correcto.
6.3. Medimos el voltaje colocando las clavijas de los cables en los extremos
positivo (1) y negativo (2) de la boquilla del foco.
6.4. Para medir el voltaje del segundo foco conectamos el circuito de acuerdo
al gráfico y colocamos las clavijas de los cables en el extremo negativo
de la pila (3) y el extremo positivo (4) del foco.
6.5. Para medir el voltaje del tercer foco conectamos el circuito de acuerdo al
gráfico y colocamos las clavijas de los cables en el extremo negativo de
la pila (3) y en el extremo positivo (6) del foco
6.6. Configuramos el multímetro en el modo y rango de amperaje correcto.
6.7. Medimos la intensidad colocando las clavijas de los cables en el extremo
de la pila (3) y en la parte del foco (2).
6.8. Para medir la intensidad en el segundo foco se coloca las clavijas de los
cables en el extremo de la pila (3) y en la parte del foco (5)
236
6.9. Para medir la intensidad en el segundo foco se coloca las clavijas de los
cables en el extremo de la pila (3) y en la parte del foco (7)
6.10. Establecer el cociente entre la diferencia de potencial o voltaje y la
intensidad de corriente.
6.11. Representar gráficamente la diferencia de potencial en función de la
intensidad de corriente.
6.12. Establecemos conclusiones.
Parte 2 (Circuito en serie)
6.13. Armar el circuito de experimentación según el siguiente esquema:
6.14. Con el multímetro determinamos el valor del voltaje y la intensidad de
corriente, colocando las clavijas del multímetro en cada uno de los focos
del circuito.
6.15. Registrar en la tabla de valores los datos obtenidos.
6.16. Con los datos obtenidos, calcular el valor de la resistencia en cada foco
237
a través de aplicación de la ley de Ohm.
6.17. Representar gráficamente el voltaje en función de la intensidad de
corriente.
6.18. Establecer las conclusiones correspondientes.
Parte 3 (Circuito mixto)
6.19. Armar el circuito de experimentación según el siguiente esquema:
6.20. Configuramos el multímetro en el modo y rango de voltaje y amperaje
correcto, según la medida que vayamos a realizar.
6.21. Con el multímetro determinamos el valor del voltaje y la intensidad en
cada resistencia y registramos en nuestro cuadro de valores.
6.22. Establecer el cociente entre la diferencia de potencial o voltaje y la
intensidad de corriente. El valor obtenido debe ser aproximadamente
igual al valor real de la resistencia estudiada.
6.23. Establecer las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
Cuadro 1
N° Exp. 𝑽 (𝑽) 𝑰(𝑨) 𝑹 (𝛀)
01
02
03
238
Cuadro 2
N° Exp. 𝑽 (𝑽) 𝑰(𝑨) 𝑹 (𝛀)
01
02
03
Cuadro 3
N° Exp. 𝑽 (𝑽) 𝑰(𝑨) 𝑹 (𝛀) 𝑹 (𝛀)(𝑹𝒆𝒂𝒍)
01
02
03
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
Gráfico 1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
V (
V)
I (A)
VOLTAJE EN FUNCIÓN DE LA INTENSIDAD
239
Gráfico 2
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar los cuadros de
valores y las gráficas obtenidas.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. La figura de este ejercicio muestra dos lámparas, cuyos filamentos
poseen resistencias 𝑹𝟏 Y 𝑹𝟐, conectadas a los polos de una batería.
Observando la figura, responda:
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
V (
V)
I (A)
VOLTAJE EN FUNCIÓN DE LA INTENSIDAD
240
a) La corriente que pasa por 𝑹𝟏, ¿es mayor, menor o igual a la que
pasa por 𝑹𝟐?
b) El valor de la resistencia 𝑹𝟏, ¿es mayor, menor o igual al de la
resistencia 𝑹𝟐?
c) ¿Cuánto vale el voltaje existente entre los polos de la batería?
10.2. Las dos lámparas del ejercicio anterior se conectaron en la manera
indicada en la figura de este ejercicio, a una batería que mantiene
entre sus polos una diferencia de potencial de 𝟔 𝑽.
a) ¿Cuál es el voltaje aplicado a 𝑹𝟏? ¿Y a 𝑹𝟐?
b) La corriente que pasa por 𝑹𝟏, ¿es mayor, menor o igual a la que
pasa por 𝑹𝟐?
241
10.3. Dos resistencias 𝑹𝟏 Y 𝑹𝟐, siendo 𝑹𝟏 = 𝑹𝟐 = 𝟏𝟐 𝛀, se conectan en
paralelo a una batería que aplica a la conexión un voltaje de 𝟐𝟒 𝑽.
a) Trace una figura esquemática de este circuito
b) ¿Cuál es la resistencia equivalente del agrupamiento?
c) ¿Qué corriente pasa por 𝑹𝟏? ¿Y por 𝑹𝟐?
d) ¿Qué corriente total proporciona la batería?
10.4. Suponga que una casa cuya instalación eléctrica es de 𝟏𝟐𝟎 𝑽,
únicamente está encendida una lámpara de resistencia igual a
𝟐𝟒𝟎 𝛀.
a) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que pasa por este
elemento?
b) Si encendemos una segunda lámpara idéntica a la primera, ¿La
resistencia eléctrica de la instalación de la casa aumentará o
disminuirá?
c) Con ambos elementos encendidos, ¿cuánto vale la corriente que
pasa por el medidor de consumo de electricidad de la casa?
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
242
PRÁCTICA N° 18
LEY DE HOOKE
1. TEMA:
Ley de Hooke
2. OBJETIVO:
2.1. Determinar experimentalmente la constante elástica de un resorte.
3. MATERIALES:
3.1. Tablero acanalado
3.2. Taco de madera con espiga
3.3. Un resorte
3.4. Juego de masas prototipo
4. ESQUEMA:
243
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es la elasticidad?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. ¿Qué es deformación lineal?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. Enunciado de la Ley de Hooke
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. Constante de elasticidad
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Aseguramos fijamente el taco con espiga en el tablero acanalado.
6.2. Colocamos el resorte en el taco con espiga y marcamos la altura en la
que se encuentra el resorte sin ninguna deformación.
6.3. Colocamos una masa prototipo cualquiera y medimos la elongación
obtenida luego de colocar la masa y el dato obtenido lo registramos en
nuestro cuadro de valores.
6.4. Repetimos los pasos anteriores para pesos diferentes.
6.5. Establecemos la relación entre la masa medida en gf y la elongación
obtenida, dicho valor será designado como la constante de elasticidad.
6.6. Representamos gráficamente la masa en función de la elongación
6.7. Establecemos las conclusiones correspondientes
244
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝑭 (𝒈𝒇) 𝒙 (𝒄𝒎) 𝑭
𝒙
01
02
03
04
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
9. CONCLUSIONES:
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y la gráfica obtenida.
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
F (
gf)
x (cm)
MASA EN FUNCIÓN DE LA ELONGACIÓN
245
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. La ley de Hooke afirma que:
a) La deformación no es proporcional a la fuerza aplicada.
b) La deformación elástica es mayor que la fuerza aplicada.
c) La deformación elástica es inversamente proporcional a la
fuerza aplicada.
d) La deformación elástica es proporcional a la fuerza aplicada.
10.2. Se dice que un cuerpo es elástico cuando:
a) Adopta la nueva forma y no recupera la forma inicial.
b) Se estira fácilmente.
c) El objeto se fragmenta a causa de la fuerza actuante.
d) El cuerpo recupera la forma inicial una vez que la fuerza ha
dejado de actuar.
10.3. Una persona de 𝟏𝟎𝟎 𝒌𝒈 que práctica el deporte extremo conocido
como puenting, salta al vacío desde un puente. La cuerda elástica
que tiene amarrada a sus tobillos, mide 𝟏𝟎 𝒎 sin estirar.
Suponiendo que se cumple la ley de Hooke, determine la constante
de recuperación de la cuerda si la persona cae una distancia total
de 𝟒𝟎 𝒎.
246
10.4. Un muelle, con constante de recuperación 𝟒𝟎 𝑵 𝒎⁄ , cuelga
verticalmente junto a una regla de modo que su extremo coincide
con la marca 𝟏𝟎 𝒄𝒎. ¿Qué masa debe colgarse del muelle para que
su extremo quede alineado con la marca 𝟏𝟖 𝒄𝒎 de la regla?
10.5. Tenemos un muelle que mide normalmente 𝟏𝟎 𝒄𝒎. Al tirar de él con
una fuerza de 𝟓 𝑵, observamos que su longitud pasa a ser de 𝟏𝟐 𝒄𝒎.
a) Calcular la constante elástica del muelle.
b) ¿Cuál será su longitud final del resorte si ejercemos una fuerza
de 𝟐 𝑵?
c) ¿Con qué fuerza debemos tirar para que pase a medir 𝟐𝟓 𝒄𝒎?
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
247
PRÁCTICA N° 19
PÉNDULO ELÁSTICO
1. TEMA:
Péndulo Elástico
2. OBJETIVO:
2.1. Comprobar experimentalmente las leyes del péndulo elástico.
3. MATERIALES:
3.1. Tablero acanalado
3.2. Taco de madera con espiga
3.3. Un resorte
3.4. Juego de masas prototipo
3.5. Un cronómetro
4. ESQUEMA:
248
5. TEORÍA
5.1. ¿Qué es movimiento armónico simple?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.2. Aplicaciones del péndulo simple
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.3. ¿Qué es péndulo elástico?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.4. Leyes del péndulo elástico
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Armamos el equipo de experimentación acorde al esquema propuesto.
6.2. En el extremo libre del resorte suspendemos una masa de 20 g.
6.3. Sacamos el péndulo de la posición de equilibrio.
6.4. Dejamos oscilar libremente el péndulo y después de 4 o 5 oscilaciones
medimos el tiempo para 10 oscilaciones completas.
6.5. Los datos obtenidos los llevamos a un cuadro de valores.
6.6. Realizamos los pasos anteriores con masas de 40 y 60 g
6.7. Calculamos el período de dos de dos maneras diferentes.
𝑇 =1
𝑓 𝑌 𝑇 = 2𝜋√
𝑚
𝑘
249
6.8. Anotamos los datos en el cuadro de valores
6.9. Representamos gráficamente el periodo al cuadrado en función de su
masa.
6.10. Establecemos las conclusiones correspondientes.
7. CUADRO DE VALORES
N° Exp. 𝒎 (𝒈) 𝒏 (𝒐𝒔𝒄) 𝒕 (𝐬) 𝑻 (𝐬) 𝒌 (
𝒈𝒇
𝒄𝒎)
𝑻 (𝐬) 𝒙𝒎
01
02
03
04
8. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
Para establecer las conclusiones correspondientes se debe analizar el cuadro de
valores y la gráfica obtenida.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
T2
(s2)
m (g)
PERIODO AL CUADRADO EN FUNCIÓN DE DE LA MASA
250
9. CONCLUSIONES
9.1. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.4. _________________________________________________________
_________________________________________________________
9.5. _________________________________________________________
_________________________________________________________
10. EVALUACIÓN
10.1. Un bloque sujeto a un resorte, oscila (sin fricción) entre los puntos
B y Bl que se muestran en la figura de este ejercicio. El punto O
representa la posición de equilibrio del cuerpo. Para el instante en
que pasa por la posición indicada en la figura, desplazándose hacia
la derecha, responda.
a) ¿Cuál es el sentido de la fuerza restauradora que el resorte ejerce
en el bloque?
b) Entonces, ¿cuál es el sentido de la aceleración que posee dicho
cuerpo?
c) ¿El movimiento del bloque es acelerado o retardado?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.2. Considerando el movimiento del bloque anterior, diga en qué punto
251
(o puntos):
a) La magnitud de la fuerza que actúa sobre el bloque es máxima.
b) La fuerza que actúa sobre el bloque es nula.
c) La magnitud de la velocidad del bloque es máxima.
d) La velocidad del bloque es nula.
e) La fuerza que actúa sobre el bloque cambia de sentido.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
10.3.
a) Suponga que el cuerpo del ejercicio 10.1. en un instante
determinado pasara por O, dirigiéndose hacia B, regresara a Bl
y volviera a O. ¿Podríamos decir que el bloque efectuó una
oscilación completa (un ciclo)?
b) Un estudiante, al observar el movimiento del bloque, encontró
que después de pasar por el punto O en un instante dado, volvió
a pasar 100 veces consecutivas por este mismo punto. ¿Cuántos
ciclos completó el cuerpo?
c) Considerando que el bloque hubiese tardado 𝟏𝟎𝟎 𝒔 en efectuar
los ciclos mencionados en la pregunta anterior, ¿cuál sería
entonces el periodo la frecuencia de este movimiento?
d) Así pues, ¿cuál sería el valor del periodo del movimiento del
bloque?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
252
10.4. Un cuerpo realiza un movimiento armónico simple sujeto al extremo
de un resorte. Diga si el tiempo que el cuerpo tarda en efectuar una
vibración completa aumentará, disminuirá o no se alterará, en cada
uno de los casos siguientes:
a) El cuerpo es sustituido por otro de menor masa.
b) El resorte es sustituido por otro más duro.
c) El cuerpo se coloca en vibración con una amplitud menor.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
11. BIBLIOGRAFÍA
11.1. Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato General Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
Don Bosco.
11.2. _________________________________________________________
_________________________________________________________
11.3. _________________________________________________________
_________________________________________________________
253
9. BIBLIOGRAFÍA
Alvarenga, B. y. (2010). Física General con Experimentos Sencillos. Cuarta
edición. Oxford.
Mejía, V. (2008). Manual de física 1. ©Libresa.
Ministerio de Educación. (2016). Física: 2do Curso Texto del estudiante.
Bachillerato general Unificado. Área de las Ciencias Experimentales. Don
Bosco.
Sears y Zemansky. (2013). Física Universitaria. Volumen 1. Decimotercera
edición. México: Pearson Educación.
Vallejo y Ayala. (2015). Física Vectorial 3. Gráfica Cobos.
Vallejo y Zambrano. (2015). Física Vectorial. Ediciones Rodin.
Vallejo y Zambrano. (2015). Física vectorial 2. Ediciones Rodin.
254
j. BIBLIOGRAFÍA
1. Alvarenga, B. y. (2010). Física General con Experimentos Sencillos. Cuarta
edición. Oxford.
2. Arévalo, A y Cadme, M. (1997). Didáctica de la física y la matemática. Loja:
Universidad Partcular de Loja.
3. Asimov. (2013). Física para el CBC. Buenos Aires.
4. Barriga, F. y. (s.f.). Estrategias docentes para un aprendizaje significatvo: una
interpretación constructivista. México: McGRAW-HILL.
5. Caamaño, A. (s.f.). Revista: Aula de innovación Educativa 9 [Versión
electrónica].
6. Campelo, J. (2002). Un modelo Didáctico para la Enseñanza Aprendizaje de la
Física.
7. Cárdenas, M. (2013). La física. Sus métodos. Giencia.
8. Carvajal, M. (2009). La didáctica en la educación. Fundación de Academia de
Dibujo Profesional.
9. Erazo, O. (2012). El rendimiento académico, un fenómeno de múltiples
relaciones y complejidades. Colombia: Revista Vanguardia Psicológica.
10. Ferreira, J. y. (2011). Efectividad de las actividades experimentales
demostrativas como estrategia de enseñanza para la comprensión conceptual
de la tercera ley de Newton en los estudiantes de física de IPC. Revista de
investigación N° 73 Vol 35.
11. Garrochamba, M. (2013). “El laboratorio de física como recurso didáctico en la
enseñanza de la electrodinámica y su incidencia en los aprendizajes
significativos de los estudiantes del tercer año de Bachillerato del colegio
Experimental Universitario “Manuel Cabrera Lozano” de la ciudad de loja
periodo 2011-2012”, lineamientos alternativos.
12. Gracía - Scherer, Mendoza, Sandoval, Santillán, Soto, Camacho, Dehonor.
(s.f.). Notas para el curso de física Universitaria.
13. Jiménez M.P. (coord), A. C. (2007). Enseñar ciencias. Barcelona: Graó.
14. Klein, G. (2012). Didáctica de la física.
15. Lamas, H. (2015). Sobre el rendimiento escolar.
16. López, F. (2016). Estilos de aprendizaje en el área de lengua y literatura. Teoría
pedagógicas de la enseñanza.
255
17. Medina, A. y. (2010). Física 1. Tema 8. Termodinámica. Universidad de
Salamanca. Departamento de física aplicada.
18. Miguens, M y Garrett, R.M. (s.f.). Prácticas en la enseñanza de las ciencias.
Problemas y posibilidades. Universidad de Bristol.
19. Ministerio de Educación. (2012). Estándares de calidad educativa. Gestión
Escolar, Desempeño Profesional e Iinfraestructura.
20. Ministerio de Educación. (2016). Currículo de los niveles de educación
obligatoria.
21. Ministerio de Educación. (2016). Física. Segundo de Bachillerato General
Unificado. Área de las Ciencias Experimentales.
22. Moreno, I. (2004). La utilización de medios y recursos didácticos en el aula.
Universidad Compluense de Madrid.
23. Pérez, W. (s.f.). Cinemática III/Movimiento Circunferencial.
24. Resignificación del uso del laboratorio en la enseñanza de las Ciencia
Experimentales en la escuela media. (2014). Bueno Aires.
25. Riveros, H. (s.f.). ¿Quiero mejorar mi clase de física? México: UNAM.
26. Sanger, A. (s.f.). ''Las fuerzas y su medición''. Ley de Hooke.
27. Sears y Zemansky. (2013). Física universitaria. Volumen 1. Décima tercera
edición. México: Pearson.
28. Sebastián, J. M. (s.f.). ¿Qué se pretende en los laboratorios de física
universitaria?. Departamento de física. Universidad Simón Bolivar. Caracas.
29. Sevilla Segura, C. (s.f.). Los procedimientos en el aprendizaje de la física.
Valencia.
30. Sociedad Americana de Química. (s.f.). Seguridad en los Laboratorios
Químicos Académicos. Séptima edición.
31. Soldovieri C., T. (2016). Física General. Una introducción a los fluidos,
vibraciones y termodinámica.
32. Ubaque, K. (2009). Experimento: Una herramienta fundamental para la
enseñanza de la física. Gondola.
33. Vallejo y Ayala. (2014). Física Vectorial Básica 3. Décimo Segunda Edición.
Gráfica Cobos.
34. Vallejo y Zambrano. (2015). Física Vectorial 1. Decimo Primeta Edición. Rodin.
35. Vallejo y Zambrano. (2015). Física Vectorial 2. Ediciones Rodin.
36. Van der Merwe, C. (s.f.). Física Geberal. Colección Schaum's. M'Graw-Hill.
256
37. Vargas, D. (2013). Los tipos de trabajo práctico experimental como
herramientas para mejorar las prácticas.
38. Vicenti, J. (2014). Estudio para la utilización de programas alternativos de
producción musical para docentes, alumnos y músicos en general como
complemento de la enseñanza y la creatividad musical. Bárbula.
39. Villareal, Lobo, Guitiérrez, Briceño, Rosario y Díaz. (s.f.). La enseñanza de la
física frente al nuevo milemio. Venezuela: Grincef.
WEBGRAFÍA
40. https://educacion.gob.ec/bachillerato-general-unificado/
41. http://www.definicionabc.com/ciencia/laboratorio.php
42. http://definicion.de/material-de-laboratorio/
43. http://investigacionytrabajoexperimental.blogspot.com/p/importancia-de-
ensenar-ciencias.html
44. http://www.elnuevodiario.com.ni/opinion/292247-ensenanza-aprendizaje-fisica
/
45. https://nelser.wikispaces.com/file/view/Cinematica+Alvarenga.pdf
46. https://www.ecured.cu/Sistema_de_fuerzas_concurrentes
47. http://www3.imperial.ac.uk/pls/portallive/docs/1/16075696.PDF
48. https://www.significados.com/manual/
49. http://preescolar.cubaeduca.cu/medias/sitio_siste matizacion/manuales.html
50. http://ocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas /fisica-i/contenidos/temas_por_separa
do/8_ap_termo1011.pdf
257
k. ANEXOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA COMUNICACIÓN
CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS
TEMA
LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE
LABORATORIO, COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN
EL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS
ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE BACHILLERATO
GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA
PROVINCIA DE LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 –
2017. LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS.
AUTOR: William Rodrigo Calderón Cartuche
LOJA – ECUADOR
2016
Proyecto de tesis previo a la
obtención del grado de
Licenciado en Ciencias de
la Educación, mención:
Físico Matemáticas
258
a. TEMA
LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO,
COMO ESTRATEGIA DIDÁCTICA, INFLUYEN EN EL PROCESO ENSEÑANZA
APRENDIZAJE DE LA FÍSICA EN LOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO AÑO DE
BACHILLERATO GENERAL UNIFICADO DE LA UNIDAD EDUCATIVA
FISCOMISIONAL ‘‘FRAY CRISTÓBAL ZAMBRANO’’ DE LA PROVINCIA DE
LOJA, CANTÓN SARAGURO, PERIODO 2016 – 2017. LINEAMIENTOS
ALTERNATIVOS.
259
b. PROBLEMÁTICA
La educación es un instrumento esencial que permite mejorar el desarrollo de
los pueblos; desarrollando capacidades y construyendo destrezas, permitiendo
conocer al mundo social en el que vivimos, para así poder desenvolverse y aportar
en un futuro a la sociedad.
En el país, se han experimentado gran variedad de cambios en los últimos años,
con una mirada de desarrollo en la educación, pero la falta de infraestructura,
capacitación docente, entre otros, son problemas que desde siempre tuvo la
educación en nuestro país.
Pese a los esfuerzos realizados por el gobierno para mejorar la calidad de
educación, aún se presentan problemas especialmente en el área rural, como la
falta de presupuesto en las instituciones, imposibilitando que éstas cuenten con los
recursos económicos necesarios, impidiéndoles solventar sus necesidades,
produciendo un impacto negativo en la consecución de las metas institucionales.
Cabe mencionar que el gobierno está dando un gran aporte a la educación,
especialmente a los sectores sociales que cuentan con bajos recursos económicos,
proporcionándoles documentos de educación, orientados al desarrollo e innovación
de la calidad de la educación, con la finalidad de mejorar el bienestar y reducir
desigualdades sociales que aún se presentan en la realidad actual.
El accionar educativo tiene como eje central mejorar el proceso de enseñanza
aprendizaje, y dentro de la misma existe una realidad latente que es las ciencias
físicas; puesto que todo nuestro alrededor gira entorno a ella y el mismo nos
proporciona recursos y materiales que permiten hacer uso de ellos como
herramientas pedagógicas dentro de dicho proceso.
La física es una ciencia que ha logrado dar explicaciones sobre la razón de
fenómenos que ocurren en el universo, se la considera experimental y metódica,
porque todas las afirmaciones que hace la ciencia están basadas en la experiencia
y todo lo que se afirma es demostrable y palpable.
El proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura de física es
particularmente importante en el Bachillerato General Unificado, la educación
ecuatoriana ha experimentado una serie de cambios en su desarrollo para el
260
mejoramiento de la misma, pero la carencia de laboratorios y equipamientos
adecuados, la falta de paralelismo entre las clases teóricas y las prácticas de física,
han favorecido al memorismo antes que al desarrollo del pensamiento lógico.
El currículo que propone el Ministerio de Educación en el área de ciencias
experimentales de la física, pretende llegar a la comunidad educativa del Ecuador
con el criterio de que la ciencia no solo está constituida por una serie de principios,
teorías y leyes que ayudan a comprender el medio que nos rodea, sino también por
los procedimientos utilizados para generar, organizar y valorar esos principios,
teorías y leyes, sin olvidar, además, que el conocimiento científico es el producto
de una actividad social. Desafortunadamente, la mayoría de alumnos consideren a
la física como una asignatura abstracta y difícil, debido a que en la mayoría de los
casos se la aborda únicamente en forma teórica.
Para la formación de los estudiantes del segundo año de Bachillerato General
Unificada es fundamental contar con los recursos adecuados para la enseñanza de
la física, es indispensable contar con un laboratorio que permita impartir la
asignatura, sin embargo, como es el caso de la Unidad Educativa Fiscomisional
‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ objeto de investigación no cuenta con un laboratorio
para desarrollar actividades experimentales, induciendo al docente a limitarse al
uso de un aprendizaje teórico basado en una metodología tradicional.
La Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ fue creada por el
Padre Fray Felipe Cepeda, sacerdote franciscano, el 3 de octubre de 1967, como
una escuela con el nombre de ‘‘Celina vivar Espinosa’’ consciente de que la
educación es un factor esencial en el desarrollo humano y espiritual de las
personas.
Quienes conforman la escuela solicitan a la Dirección Provincial de Educación
se cambie en nombre de escuela ‘‘Celina Vivar Espinoza’’ por el de Escuela
Franciscana ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’, cuyo petitorio fue aceptada el 3 de octubre
de 2008.
Gracias al esfuerzo del padre Fray Ramiro Cachimuel, rector de la institución, el
9 de octubre del 2013 el plantel educativo cambió la denominación a Unidad
Educativa Fiscomisional, la resolución la dictaminó la coordinadora de la zona 7,
María Lorena Reyes Toro.
261
El establecimiento al momento cuenta con laboratorios para química y biología,
informática, un auditórium, aulas amplias y pedagógicas, oficinas administrativas, y
una biblioteca.
Mediante un sondeo realizado a estudiantes y un docente del segundo año de
Bachillerato General Unificado en el área de la física, se ha podido evidenciar serias
deficiencias en el proceso enseñanza - aprendizaje de la física, tales como:
La falta de un laboratorio de física es un problema notorio en la institución,
debido a que es fundamental para la comprensión adecuada de contenidos por
parte de los estudiantes, mediante la experimentación y la comprobación de teorías
e hipótesis.
Las escasas prácticas de laboratorio que se realizan en el aula, la falta de
conocimientos prácticos por parte de los docentes, la ausencia de materiales de
laboratorio, la no disponibilidad de recursos económicos para la compra de
materiales, son razones por las cuales los estudiantes tienden a presentar
dificultades en el aprendizaje en la asignatura de física, además de provocar
desinterés al alumno por el estudio de las ciencias experimentales.
Pese a no contar con un laboratorio, la no elaboración de instrumentos de
laboratorio por parte de los docentes para la experimentación de la física es un
grave inconveniente que presenta la institución, ya que esto no permite en los
estudiantes el desarrollo y aplicación de ideas importantes que expliquen dicho
fenómeno, asimismo aprender técnicas y adquirir hábitos o modos de pensar y
razonar, lo cual genera un aprendizaje memorístico al no comprobar
experimentalmente las leyes y principios impartidos en clase.
Por la necesidad latente de realizar trabajos prácticos para la explicación de la
física, que unifique los conocimientos brindados a los estudiantes surge la inquietud
de responder a la interrogante ¿Cómo la implementación de los trabajos prácticos
de laboratorio como estrategia didáctica, influye en el proceso enseñanza
aprendizaje de la física en los estudiantes del segundo año de Bachillerato General
Unificado de la Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la
provincia de Loja, cantón Saraguro, periodo 2016 – 2017?
262
c. JUSTIFICACIÓN
La realización de esta investigación tiene como fin beneficiar tanto a docentes
como a estudiantes con la implementación de trabajos prácticos de laboratorio al
incorporarlo en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la física, mejorando de
este modo el proceso educativo y despertando en los estudiantes el interés de
aprender, a la vez contribuir con alternativas de mejoramiento al tratamiento de la
asignatura de física permitiendo a los profesores hacer más dinámica la forma de
enseñar y aprender la física; proporcionando un recurso que le permita ofrecer un
estudio teórico-práctico, y más aún, usarlo en su trabajo diario.
La aplicación de las prácticas de laboratorio es muy importante dentro del
proceso educativo, ya que se enfoca a fortalecer el aprendizaje en los estudiantes,
y los métodos de enseñanza en los docentes capaces de contribuir al conocimiento,
comprensión, habilidad práctica y presentación de habilidad en el proceso de
enseñanza – aprendizaje de la física.
Al fin de la investigación se verá plasmado la práctica de laboratorio como un
medio para que los docentes generen metodologías nuevas respaldadas en la
realización de trabajos prácticos y de esa manera brinde una educación que
corresponda a los requerimientos vigentes de la sociedad.
263
d. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Contribuir al mejoramiento del proceso enseñanza – aprendizaje de la física
mediante la implementación de trabajos prácticos de laboratorio en los
estudiantes del segundo año del Bachillerato General Unificado de la Unidad
Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja,
cantón Saraguro, periodo 2016 – 2017.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Determinar el tipo y calidad de trabajos prácticos de laboratorio utilizados por
el docente en la vinculación teoría con la práctica de la asignatura de física.
2. Determinar la influencia de los trabajos prácticos de laboratorio de física en el
aprendizaje de los estudiantes.
3. Plantear una propuesta alternativa para mejorar el proceso de enseñanza-
aprendizaje de la física en los estudiantes del segundo año de Bachillerato
General Unificado.
264
e. MARCO TEÓRICO
1. EDUCACIÓN
1.1. Definición
La educación es un proceso por el cual las personas desarrollan capacidades,
construyen destrezas, asimilan y adquieren conocimientos, permitiéndoles
adaptarse al mundo social en que viven, y así poder desenvolverse y aportar en un
futuro a nuestra sociedad.
La educación otorga la oportunidad de interrelacionar a las personas con la
cultura en la que se desenvuelven en un proceso de socialización de los individuos.
Cuando se educa a una persona la misma confronta y aprende conocimientos,
puesto que la educación también implica un acercamiento cultural y de conducta,
donde las nuevas generaciones consiguen y transforman las formas de ser de
antiguas generaciones.
Por lo que se puede acotar que la educación siendo un proceso sistemático
coadyuva a la formación holística e integral del ser humano, en todos sus ámbitos
y manifestaciones.
1.2. Educación en el Bachillerato General Unificado
El Ministerio de Educación define al Bachillerato General Unificado como un
nuevo programa de estudios creado con el propósito de ofrecer un mejor servicio
educativo para todos los jóvenes que hayan aprobado la Educación General Básica
(EGB).
Además, plantea que el BGU tiene como triple objetivo preparar a los
estudiantes: (a) para la vida y la participación en una sociedad democrática, (b) para
el mundo laboral o del emprendimiento, y (c) para continuar con sus estudios
universitarios.
El Bachillerato General Unificado en nuestro país ha sufrido una serie de
cambios, con el propósito de brindar a los estudiantes una educación de calidad.
El Bachillerato General Unificado pretende brindar una educación de calidad,
cambiando una metodología tradicionalista a una progresista que permita que los
estudiantes desarrollen todas sus capacidades y apropiarse de un aprendizaje
265
significativo y los prepare para el acceso a la educación superior.
1.3. Reforma curricular
En nuestro país, debido a la falta de preparación y capacitación docente, a la
bibliografía desactualizada de textos y libros de consulta, a la falta de apoyo por
parte de las autoridades en proporcionar los recursos necesarios tanto a maestros
como estudiantes, la enseñanza de la física en el Bachillerato General Unificado se
ha basado en una metodología tradicional, favoreciendo al memorismo antes que
al desarrollo del pensamiento lógico en los estudiantes. Es por estas razones que
el Ministerio de Educación con el propósito de superar esas deficiencias propuso la
reforma curricular.
Por ende, se define como reforma curricular al plan operacional donde se
asientan las actividades educativas y que tienen como fin organizar y mejorar el
proceso de enseñanza – aprendizaje; efectuándolo de una manera menos
memorística y más significativa.
1.4. Calidad de educación
Según CLIMENT GINÉ (Artículo ‘‘Desde la esfera de los valores’’, publicado en
la revista Blanquerma. Barcelona. 2002) un sistema educativo de calidad se
caracteriza por su capacidad para:
Ser accesible a todos los ciudadanos.
Facilitar los recursos personales, organizativos y materiales, ajustados a las
necesidades de cada alumno para que todos puedan tener las oportunidades
que promoverán lo más posible su progreso académico y personal.
Promover cambio e innovación en la institución escolar y en las aulas (lo que
se conseguirá, entre otros medios, posibilitando la reflexión compartida sobre
la propia práctica docente y el trabajo colaborativo del profesorado)
Promover la participación activa del alumnado, tanto en el aprendizaje como en
la vida de la institución, en un marco de valores donde todos se sientan
respetados y valorados como personas.
Lograr la participación de las familias e insertarse en la comunidad
Estimular y facilitar el desarrollo y el bienestar del profesorado y de los demás
profesionales del centro.
266
Una educación de calidad es aquella que cumple con todas las expectativas que
los estudiantes buscan satisfacer; tanto de conocimientos, como de infraestructura,
es decir, asegura que todos los estudiantes adquieran los conocimientos,
capacidades, destrezas y actitudes para su desempeño como ciudadano en los
años por venir.
2. ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
2.1. Física
La física es una ciencia experimental y metódica, que ha logrado explicar
fenómenos que ocurren en el universo. En el campo educativo el educador debe
desarrollar en el alumno habilidades, destrezas y aptitudes que le permitan conocer
esos fenómenos que se presentan a nuestro alrededor.
Cabe recalcar que al momento de enseñar física el profesor debe preocuparse
que los estudiantes cuenten con un conocimiento mínimo de la matemática de
acuerdo con el nivel u objetivo que se pretende alcanzar.
2.2. Características del profesor de física
Según A. Arévalo R. / Manuel Cadme C en su libro didáctica de la física y la
matemática. (1997) el profesor de física requiere ciertas características:
Debe tener un conocimiento más amplio y profundo del que se propone a
enseñar, puesto que debe ser capaz de relacionar el conocimiento teórico-
científico con las habilidades y destrezas, que debe utilizar para su enseñanza.
Ser capaz de estimular a los alumnos para que comprendan los fundamentos
teóricos y los apliquen en los diferentes campos de la vida, a la vez que les
sirva de base para estudios posteriores.
Ser un comunicador de ideas, desarrollando una filosofía de la física y la
matemática, que contribuya a la formación integral del alumno.
Estar actualizado tanto en contenidos como en nuevas corrientes pedagógicas,
a la vez ser un investigador para plantear alternativas a las dificultades que se
presentan en la enseñanza-aprendizaje de la física y matemática.
Ser crítico, y no un espectador en los cambios que puedan ocurrir en la
planificación y elección de programas de estudio, selección de materiales, etc.
Para alcanzar los objetivos de la educación.
267
El profesor de física debe estar preparado para asumir su rol, alejándose de una
enseñanza tradicional, es indispensable cambiar la memorización de definiciones y
fórmulas debido a que no aportan al desarrollo lógico del estudiante, que al final
nunca comprende el porqué de tal respuesta.
Una gran ayuda en la enseñanza de la física es la que proporciona el método
científico, permitiendo que el alumno plantee hipótesis e interrogantes, elaborando
sus propios conceptos con los que pueda demostrar su comprensión y aplicación
en situaciones prácticas de la vida cotidiana.
2.3. Factores que inciden en la enseñanza de la física
Falta de capacitación y vocación por parte de los docentes.
Falta de infraestructura para la realización de actividades experimentales
Falta de vinculación teoría- práctica por parte del docente
Falta de equipos, instalación en el laboratorio
Falta de tiempo y planificación
El estudiante no cuenta con las bases necesarias para la realización de
actividades experimentales.
Falta de recursos económicos para la implementación de un laboratorio
Indisposición por parte del docente en responder dudas que presenten los
estudiantes.
3. EL LABORATORIO DE FÍSICA
3.1. Definición
La física es una ciencia que no solamente se la abarca en forma teórica, sino
que también es una ciencia experimental, sus conclusiones pueden ser verificadas
mediante experimentos realizados en el laboratorio de física.
El laboratorio de física es un espacio de experimentación y vinculación de la
teoría y la práctica, que se encuentra especialmente equipado con diversos
instrumento y materiales con el fin de cubrir las necesidades de experimentos que
se realicen él, permitiendo desarrollar la comprensión de dichos fenómenos a través
de la práctica individual o en grupo.
Además, permite complementar los conocimientos teóricos impartidos en clase,
268
motivando a la experimentación y el hábito de trabajo minucioso.
Según A. Arévalo R. / Manuel Cadme C en su libro didáctica de la física y la
matemática. (1997) un laboratorio de física debe disponer de:
Mesas de experimentación para el montaje de experimento con
aproximadamente cinco alumnos.
Instalaciones de agua potable, con lavamanos suficientes para el número de
estudiantes.
Instalaciones de luz eléctrica, por lo menos cuatro enchufes en cada mesa.
Tanques de gas, uno por cada mesa.
Una mesa para el profesor, además de un pizarrón y el espacio para
proyección.
Las dimensiones del aula deben ser suficientes como para que el profesor y los
alumnos se movilicen con toda facilidad.
Espacio para vitrinas o almacén para guardar los materiales, distribuidos de tal
manera que permita la manipulación inmediata.
Una mini biblioteca con libros y catálogos de uso diario.
Un pequeño taller para que los alumnos realicen sencillos trabajos de
carpintería, mecánica o electrónica, para construir, armar o desarmar aparatos,
así como para realizar reparaciones.
Cada mesa debe tener el equipo y material respectivo, para que todos los
alumnos trabajen al mismo tiempo.
3.2. El trabajo en el laboratorio
3.2.1. Normas y recomendaciones de trabajo
Se debe velar por el cumplimiento puntual y responsable de horario de clase.
Utilizar una bata y tenerla siempre bien abrochada.
No llevar bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten la
movilidad.
La pérdida de cualquier o daño de cualquier material debe ser asumida y
repuesto por el grupo de trabajo.
Conservar únicamente sobre la mesa de trabajo los materiales necesarios para
la realización de la práctica.
269
Antes de comenzar con el trabajo práctico, verificar que se cuenta con todo lo
necesario.
Distribuir las tareas entre los distintos integrantes del grupo, evitando alejarse
de la mesa de trabajo innecesariamente.
Ser cuidadoso en la manipulación de aparatos y elementos del laboratorio.
Prestar mucha atención al trabajar con elementos que se encuentren a alta
temperatura, evitando accidentes en su manipulación.
Al armar el equipo de laboratorio asegúrese que sea el correcto y no se
constituya un peligro.
Cuando trabaje con materiales de vidrio, realice con paciencia y no introduzca
cuerpos que terminen en puntas o filos porque los recipientes de vidrio se
rompen fácilmente.
En circuitos eléctricos, antes de conectar las corrientes revise detenidamente
que la instalación sea la correcta.
3.2.2. Hábitos de trabajo
No trabajar solo durante la realización de una práctica de laboratorio.
Planifica la práctica antes de comenzar a realizarla
Mantener siempre la mesa de trabajo limpia y ordenada.
No utilizar un equipo o material de trabajo sin conocer su funcionamiento.
Desconectar los equipos al finalizar la práctica
Antes de iniciar un experimento, asegúrate de que el montaje este en perfectas
condiciones.
Mantener las mesas libres, sin libros o mochilas.
Al realizar una práctica, la paciencia y la precaución deben ser utilizadas, sobre
todo cuando se utilice equipamiento delicado y/o de potencia.
3.3. El rol del laboratorio en la enseñanza de la física
El Ministerio de Educación ha realizado varias transformaciones significativas
en el campo educativo, siendo notorio el mejoramiento del proceso enseñanza-
aprendizaje en la asignatura de física, fomentando avances reales en el desarrollo
cognitivo del alumno por medio de los trabajos prácticos de laboratorio, logrando
un grado superior de comprensión de los fenómenos estudiados.
270
La física es una asignatura que está presente en el Bachillerato General
Unificado, la cual incluye contenidos de mecánica, ondas, termodinámica y fluidos,
entre otros. En el campo educativo se la aborda de una manera teórica, mediante
la resolución de problemas y la realización de trabajos prácticos de laboratorio.
Como la tendencia actual de la enseñanza de la física es teórico - práctico, se
necesita de un aula especial, denominada laboratorio de física el cual siempre ha
cumplido con una función esencial como ambiente de aprendizaje para la ejecución
de trabajos prácticos; diseñados para la observación de fenómenos y verificación
de leyes, es necesario que el alumno tenga: tanto el conocimiento de los objetivos
de los experimentos que desea realizar, como de los materiales y su manipulación.
Gracias a la manipulación de aparatos de laboratorio y a la utilización de los
mismos, se estimula la evolución psíquica y mental de los alumnos; es por esta
razón que la enseñanza de la física se debe servir de casos prácticos. Además,
pretende hacer al individuo una persona preparada intelectualmente para
incorporarse al desarrollo científico de la sociedad moderna.
3.4. Materiales y equipos de laboratorio
Los instrumentos de laboratorio están efectivamente diseñados para las
funciones específicas que despeñan. Sin estos no se podría realizar la mayoría de
los trabajos prácticos para las demostraciones de ciertos fenómenos naturales que
ocurren en nuestro entorno.
Según A. Arévalo R. / Manuel Cadme C en su libro didáctica de la física y la
matemática. (1997) un laboratorio de física general debe tener elementos
intercambiables y equipos. Así tenemos.
Mecánica
Balanza de precisión
Tornillo micrométrico
Tubo de inmersión
Máquina atwood
Centrifugadora
Varillas de montaje
Prensas de mesa
Aro de movimiento
Vasos precipitados
Aros de momentos
Prensa hidráulica
Péndulo simple
Péndulo compuesto
Péndulo de torsión
271
Cubeta de ondas
Lanzador horizontal y vertical
Calibrador
Dinamómetros
Matraces
Probetas
Cronómetros
Esferómetro
Poleas
Doble nuez
Reglas
Pesas
Resortes
Manómetro
Flexómetro
Diapasón
Óptica
Banco óptico
Circulo graduado
Disco de newton
Espejos planos
Espejos esféricos
Filtros de luz
Porta lámpara
Pantallas de proyección
Lentes
Lámparas
Diafragmas
Microscopio
Prisma óptico
Espectrocopio didáctico
Calor
Calorímetros
Termómetros
Tanque de gas
Dilatómetro
Mecheros
Vasos pírex
Electricidad
Péndulo elástico
Varilla de ebonita
Amperímetro
Voltímetro
Generador eléctrico
Transformadores
Cables de conexión
Motor eléctrico
Timbre eléctrico
Generador electrostático
Varillas aisladas
Bobinas
Brújula
Lámparas
Pilas
Interruptores
Imanes
Resistencias
272
Hilo metálico
4. TRABAJOS PRÁCTICOS
4.1. Definición
Los trabajos prácticos son actividades diseñadas que tienen como objetivo
vincular la teoría con la práctica, permitiendo un conocimiento vivencial de los
fenómenos a estudiarse y a la asimilación de los conceptos estudiados en las
clases teóricas.
Además, mediante este aprendizaje práctico los estudiantes aprenderán y
entenderán de mejor manera la asignatura de la física, quienes irán progresando
con la manipulación de objetos y resultados concretos, obteniendo a la oportunidad
de manejar aparatos, hacer mediciones de variables que le permitan proceder
posteriormente al análisis e interpretación de resultados y explicar científicamente
los fenómenos físicos.
4.2. Los trabajos prácticos como estrategia didáctica
Según A. Arévalo R. / Manuel Cadme C en su libro didáctica de la física y la
matemática. (1997).
La formación del profesional en el arte de enseñar es una tarea bastante
complicada; más aún, si consideramos el acelerado cambio y transformación en
la que se halla inmersa nuestra sociedad. Por esta razón, el profesor,
especialmente de física y matemática, debe estar actualizado, tanto en
conocimientos psicopedagógicos como de especialidad, porque corre el riesgo
de formar a jóvenes, con mentalidad desactualizada, perjudicando el avance y
desarrollo de la educación y del país.
4.2.1. Características
En los trabajos prácticos para obtener resultados satisfactorios, se requiere de
un cierto entrenamiento para poder ser comprendidos y bien realizados, los trabajos
prácticos se caracterizan por:
Son realizadas en un ambiente diferente al del aula (laboratorio, campo)
Son realizadas por los estudiantes con un grado variable de participación en su
diseño y ejecución.
273
En las prácticas de laboratorio predominan la observación y la experimentación
en condiciones de laboratorio, lo que exige la utilización de métodos y
procedimientos específicos para el trabajo.
La preparación de las prácticas de laboratorio exige del profesor una atención
especial a los aspectos organizativos, ya que su realización se basa
fundamentalmente, en la actividad individual o colectiva de los alumnos de
manera independiente.
Permiten un conocimiento vivencial de muchos fenómenos
Ayudan a la comprensión de conceptos
4.2.2. Clasificación
Según Aureli Caamaño (Los trabajos prácticos en ciencias experimentales.
2003. Pág. 95 – 96) clasifica los trabajos prácticos según sus fines que persiguen:
Experiencias: destinadas a obtener una familiarización perceptiva con los
fenómenos.
Experimentos ilustrativos: destinados a ilustrar un principio o una relación
entre variables.
Ejercicios prácticos: diseñados para prender determinados procedimientos o
destrezas o para realizar experimentos que ilustren o corroboren la teoría.
Investigaciones: diseñadas para dar a los estudiantes la oportunidad de
trabajar como lo hacen los científicos en la resolución de problemas,
familiarizarse con el trabajo científico y aprender en el curso de estas
investigaciones, las destrezas y procedimientos propios de la indagación.
Pueden ser:
Para resolver problemas teóricos, es decir, el interés en el marco de una
teoría.
Para la resolver problemas prácticos, generalmente en el contexto de la
vida cotidiana.
4.3. Elaboración de prácticas de laboratorio
Las partes más comunes que constituyen una práctica de laboratorio de física son:
1. Título: Es la denominación o la temática a desarrollar
2. Objetivo (s): Indican lo que se logrará al finalizar la práctica
274
3. Fundamentación teórica: Son conceptos relacionados al tema.
4. Materiales e instrumentos: Es un listado de todo el material que se utilizará.
5. Esquema: Representación gráfica de los materiales que se van a manipular en
la experimentación.
6. Desarrollo del experimento: Explica todos los pasos que deben seguirse para
realizar la práctica.
7. Cuadro de valores: Es una tabla que se elabora según el caso, donde se
registran las mediciones realizadas.
8. Representación gráfica: Registro de las variables que se manipulan en un
sistema de coordenadas.
9. Conclusiones: Se entiende cómo el procesar y expresar los resultados
experimentales a través de la tabulación de los datos y la realización de los
gráficos, incluyendo la interpretación de la Teoría.
10. Evaluación: Se plantean preguntas para cerrar el tema y resolver las dudas
que puedan surgir después del procedimiento realizado.
4.4. Objetivos de los trabajos prácticos
Desde un punto pedagógico, se comprende de mejor manera que una
enseñanza sin teoría no se comprende la práctica y sin práctica no se puede realizar
la teoría, como se puede ver van de la mano. La práctica hace evolucionar la teoría
y esta hace que comprendamos el significado de lo que investigamos.
El objetivo fundamental de los trabajos prácticos es facilitar que los alumnos
lleven a cabo sus propias investigaciones, contribuyendo su comprensión sobre
fenómenos que ocurren en la naturaleza, además que los estudiantes adquieren
las habilidades propias de los métodos de investigación científica, amplíen,
profundicen, consoliden, realicen, y comprueben los fundamentos teóricos de la
asignatura mediante la experimentación empleando los medios de enseñanza
necesarios, garantizando el trabajo individual en la ejecución de la práctica.
4.5. Normas prácticas para el laboratorio de física
Lo primero que debe elaborarse es una guía de práctica o esquema que va a
realizarse.
Los datos se receptan en el cuadro correspondientes, y se realizarán breves
cálculos para controlar resultados.
275
Cada medida se repetirá por lo menos cinco veces para asegurar el dato y
luego los cálculos respectivos.
Los informes deben prepararse de acuerdo a las normas preestablecidas,
incluido el cálculo de errores para aceptar o rechazar la ley descubierta.
Evitar los errores, especialmente algunos sistemáticos accidentales y burdos
que se presentan durante la experimentación.
5. PROCESO ENSEÑANZA – APRENDIZAJE DE LA FÍSICA
Según José Ricardo Campelo Arruda (15 de octubre del 2002) Un Modelo
Didáctico para la Enseñanza Aprendizaje de la Física. Extraído desde
http://www.scielo.br/pdf/rbef/v25n1/a11v25n1.pdf
El proceso de enseñanza - aprendizaje de la ciencia Física responde a las
demandas y necesidades del desarrollo de la sociedad en cada periodo
histórico. De esa manera, el proceso tiene como objetivo desarrollar
integralmente al estudiante en el aspecto de la formación de su actividad
cognoscitiva, del desarrollo del pensamiento y de sus conocimientos y
habilidades, así como en el aspecto de su personalidad.
Un objetivo de la enseñanza de la Física es proporcionar a los estudiantes las
condiciones favorables para adquirir un conjunto de conceptos necesarios para
interpretar fenómenos naturales y resolver problemas. El nivel de comprensión
de esos conceptos y la extensión de su aplicabilidad variarían, está claro, de
acuerdo con la edad del estudiante y el tipo de instrucción dada. Infelizmente,
varias personas, de varias partes del mundo, están de acuerdo que este objetivo
raramente se alcanza
El desarrollo rápido de la ciencia Física, su diferenciación y la estrecha
vinculación de los distintos enfoques en el análisis de los problemas complejos,
exigen del estudiante una capacidad especial, un pensamiento simultáneo en
diferentes planos lógicos, es decir, la habilidad de construir varias cadenas
lógicas y retener en la memoria una gran cantidad de informaciones. Cuando la
enseñanza está organizada y estructurada correctamente, entre los
conocimientos, las habilidades y los hábitos se origina una interacción dinámica
que desempeña un importante papel en la actividad creativa del estudiante.
276
La enseñanza y el aprendizaje son procedimientos que están íntimamente
ligados. La enseñanza es un proceso intencional en el que interactúan tanto el
maestro como el alumno y del que el aprendizaje buscado es el principal resultado.
La física es una ciencia experimental que ha logrado explicar gran cantidad de
fenómenos, es por ello que su estudio es fundamental dentro del proceso de
enseñanza aprendizaje, permitiendo en los estudiantes el desarrollo y aplicación de
ideas importantes que expliquen dichos fenómenos, asimismo aprender técnicas y
adquirir hábitos o modos de pensar y razonar.
5.1. Vinculación teoría – práctica
Una de las grandes preocupaciones de la enseñanza de la física es la
vinculación de la teoría con la práctica a través de la realización de trabajos
prácticos, los cuales son capaces de proporcionar al estudiante los medios para
logar una comprensión adecuada de los procesos del mundo físico, adquiriendo
conocimientos necesarios para interpretar fenómenos y resolver problemas.
5.2. Métodos más utilizados
Elegir la forma de enseñar es buscar y encontrar el método más adecuado para
el proceso enseñanza-aprendizaje. Una de las causas del bajo rendimiento
académico, que se presenta a través de las notas deficientes de física, es el uso de
métodos inadecuados al momento de impartir la clase.
Los métodos más recomendables que se debe utilizar en el proceso enseñanza-
aprendizaje de la física son:
Método Deductivo. - Permite obtener casos particulares a partir de hechos
generales, permitiendo inferir nuevos conocimientos.
Método Inductivo. - Mediante este método se obtienen conclusiones generales a
partir de premisas particulares, es el más utilizado en el campo de la física.
Método experimental. - Este método, a través de la experimentación, se lo utiliza
para incidir significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de la física.
277
6. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS PARA EL APRENDIZAJE DE LA FÍSICA
6.1. La metodología de enseñanza de la física
La metodología de enseñanza de la física hace referencia a la forma de enseñar
que sigue profesor(a) para conseguir que el alumno adquiera los conocimientos que
el mismo imparte en clase, mediante la integración de recursos y procedimientos
con el propósito que los estudiantes logren comprender las diferentes temáticas
tanto en forma teórica como práctica, además de proporcionar al estudiante la
experimentación y el descubrimiento personal por sí mismo, ya que por medio de
estas los conocimientos van a ser mejor asimilados por los mismos.
6.2. Propósito de las estrategias metodológicas
Las estrategias metodológicas tienen como propósito contribuir al mejoramiento
del proceso enseñanza – aprendizaje, dando un aporte significativo a la acción
pedagógica del docente de física y la aprehensión de los conocimientos
relacionados con la física, por parte de los estudiantes.
En el aprendizaje de la física las estrategias mitológicas que utilice el docente
permitirán desarrollar destrezas básicas, habilidades y capacidades, despertar el
interés, necesidades e interés del alumno por los estudios científicos, al mismo
tiempo vincular la teoría con la práctica, mediante el diseño y ejecución de prácticas
de laboratorio.
7. CINEMÁTICA
7.1. Definición
La cinemática es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de cuerpos,
independientemente de las fuerzas que lo producen.
Según Vallejo - Zambrano (Física vectorial 1. 2015. Pág. 75)
Este fenómeno ha despertado el interés natural del hombre, desde el inicio, por
entenderlo, predecirlo y controlarlo.
7.2. Movimiento
El movimiento es el cambio de posición de un cuerpo en el espacio a medida
que transcurre el tiempo.
278
7.2.1. Elementos descriptivos del movimiento
a) Tiempo
Desde un punto físico se lo puede definir como la duración de una acción
determinada.
b) Sistemas de referencia
Es el punto o conjunto de puntos desde los que observa el movimiento.
Normalmente se usan los ejes de coordenadas x, y, z.
c) La trayectoria
Es el conjunto de todos los puntos por los que pasa un móvil al desplazarse.
d) Distancia recorrida
Es la medida de la longitud de la trayectoria recorrida por una partícula al
moverse de una posición a otra.
e) Desplazamiento
Es un segmento dirigido que une dos posiciones diferentes de la trayectoria
recorrida por un móvil.
279
f) Velocidad
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 32)
La velocidad en el movimiento uniforme, es el espacio recorrido en la unidad de
tiempo. Luego, si en el tiempo t el móvil recorre la distancia e con un movimiento
uniforme, su velocidad es:
𝑣 =𝑒
𝑡
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
g) Aceleración
Es la relación entre la variación de velocidad que experimenta un móvil y el
tiempo en que se realizó dicha variación.
𝑎 =𝑣 − 𝑣𝑜
𝑡
𝑎 =𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
7.2.2. Clasificación de los movimientos
7.2.2.1. Movimiento rectilíneo
Un cuerpo se desplaza en movimiento rectilíneo uniforme cuando las
sucesiones posiciones que ocupa se encuentran sobre la misma recta.
7.2.2.2. Movimiento rectilíneo uniforme
Un cuerpo posee movimiento rectilíneo uniforme cuando su velocidad constante
y por ello el valor de la aceleración resulta nulo.
280
En el movimiento rectilíneo uniforme podemos obtener las siguientes gráficas:
a. Gráfica posición-tiempo
La representación gráfica de la posición en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea recta inclinada.
La pendiente de la recta posición–tiempo coincide con la velocidad del móvil.
b. Gráfica velocidad-tiempo
La representación gráfica de la velocidad en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea recta horizontal.
El área comprendida bajo la línea recta y el eje de las abscisas corresponde al
valor del desplazamiento del móvil
.
7.2.2.3. Movimiento rectilíneo uniformemente variado
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 33-34)
Es el aumento de un cuerpo cuya velocidad (instantánea) experimenta aumentos
o disminuciones iguales en tiempos iguales cualesquiera.
281
a) Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
La característica que define el movimiento uniformemente acelerado es la
aceleración constante y, por consiguiente, la uniformidad en el crecimiento de
velocidad en un tiempo determinado, determinando una aceleración positiva.
b) Movimiento rectilíneo uniformemente retardado
Al igual que el movimiento uniformemente acelerado su aceleración es
constante y, por consiguiente, la uniformidad en la disminución de velocidad en un
tiempo determinado, determinando una aceleración negativa.
Las ecuaciones que encontramos en el M.U.V son:
𝑎 =𝑣 − 𝑣𝑜
𝑡
𝑣 = 𝑣𝑜 + 𝑎𝑡
𝑒 = 𝑣𝑜𝑡 +1
2𝑎𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 + 2𝑎𝑒
Cuando la velocidad inicial de un móvil es nula, 𝑣𝑜 = 0, las fórmulas se reducen a:
𝑣 = 𝑎𝑡 𝑒 =
1
2𝑎𝑡2
𝑣2 = 2𝑎𝑒
En el movimiento rectilíneo uniformemente variado podemos obtener las
siguientes gráficas:
a. Gráfico posición-tiempo
La representación gráfica de la posición en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una parábola
La pendiente de la recta posición–tiempo coincide con la velocidad del móvil.
282
b. Gráfico velocidad-tiempo
La representación gráfica de la velocidad en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea recta inclinada.
El área comprendida bajo la línea inclinada y el eje de las abscisas corresponde
al valor del desplazamiento del móvil representa el valor del desplazamiento.
c. Gráfica aceleración-tiempo
La representación gráfica de la aceleración en función del tiempo adopta las
siguientes características:
Su representación gráfica es una línea horizontal
El área limitada bajo la recta coincide con el incremento de la velocidad del
móvil.
7.2.2.4. Caída libre de los cuerpos
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 33-34)
Es un hecho que observamos repetidamente que todos los cuerpos tiendan a
caer sobre la superficie terrestre. Este fenómeno se debe a la atracción que la
283
Tierra ejerce sobre los cuerpos próximos a su superficie y que recibe el nombre
de gravedad. Eso solo es un caso particular de una propiedad general de la
materia denominada gravitación universal.
Cuando un cuerpo se deja caer en el vacío, la rapidez de su movimiento
aumenta uniformemente con el tiempo que transcurre durante su caída,
desplazándose verticalmente con una aceleración constante, es decir, con un
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, siendo la aceleración igual para
todos los cuerpos, independientes de su forma o de la substancia que los compone.
Aristóteles afirmaba que un cuerpo pesado cae más de prisa que uno ligero.
Transcurrieron cerca de 2000 años antes de que alguien se decidiera a comprobar
esta hipótesis. El primero en hacerlo fue Galileo Galilei, quien, desde la torre
inclinada de Pisa, dejó caer dos bolas, una que pesaba 50 kg, y otra sólo ¼ de Kilo.
Las dos bolas tardaron en llegar al suelo, aproximadamente el mismo tiempo.
Aristóteles se había equivocado.
En caída libre se aplican las mismas fórmulas que el movimiento uniformemente
variado, representando la altura o espacio por h y la aceleración por g.
Las ecuaciones que encontramos en caída libre son:
Para la caída de los cuerpos con una velocidad inicial:
𝑣 = 𝑣𝑜 + 𝑔𝑡 ℎ = 𝑣𝑜𝑡 +
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 + 2𝑔
284
Para el lanzamiento vertical hacia arriba, la 𝑎 = −𝑔, obteniéndolas siguientes
formulas.
𝑣 = 𝑣𝑜 − 𝑔𝑡 ℎ = 𝑣𝑜𝑡 −
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 𝑣𝑜2 − 2𝑔
Si la velocidad inicial del móvil es nula, 𝑣𝑜 = 0, las fórmulas se reducen a:
𝑣 = 𝑔𝑡 ℎ =
1
2𝑔𝑡2
𝑣2 = 2𝑔ℎ
Las fórmulas para calcular la altura máxima y el tiempo que tarda en subir un
móvil son:
ℎ𝑚 =𝑣𝑜
2
2𝑔 𝑡𝑠 =
𝑣𝑜
𝑔
7.2.2.5. Movimiento de proyectiles
Es un movimiento en el que su trayectoria es una parábola, la cual resulta dela
combinación del movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento vertical
uniformemente variado.
En la dirección horizontal el movimiento es rectilíneo y uniforme, debido en que
esa dirección la acción de la gravedad es nula.
En la dirección vertical, sobre el proyectil actúa la fuerza de la gravedad.
Haciendo que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado.
285
Las ecuaciones del movimiento parabólico son:
Componentes de la velocidad. - Si un proyectil es lanzado con una velocidad
inicial, formando un ángulo con el eje de las abscisas. Se descompone las
velocidades en direcciones horizontal y vertical.
𝑣𝑥 = 𝑣𝑜 cos 𝛼
𝑣𝑦 = 𝑣𝑜 sen𝛼 − 𝑔𝑡
Altura máxima que alcanza un proyectil. - Cuando el proyectil llega a su el
punto más alto de su trayectoria, la componente vertical es nulo.
𝑌𝑚á𝑥 =𝑣𝑜
2𝑠𝑒𝑛2𝛼
2𝑔
Tiempo de vuelo del proyectil. - Es el tiempo que dura el proyectil en el aire,
es el doble del tiempo que dura subiendo el proyectil desde donde fue lanzado.
𝑡𝑠 =𝑣𝑜 . 𝑠𝑒𝑛𝛼
𝑔 𝑡𝑣 = 2(
𝑣𝑜 . 𝑠𝑒𝑛𝛼
𝑔)
Alcance horizontal del proyectil. - El proyectil llega a su alcance máximo
cuando este impacta en el suelo.
𝑋𝑚á𝑥 =𝑣𝑜
2. 𝑠𝑒𝑛2𝛼
𝑔
7.2.2.6. Movimiento circular
Se denomina movimiento circular cuando un cuerpo que gira alrededor de un
eje, en el cuál la trayectoria es una circunferencia, pues solo en condiciones muy
especial el movimiento es rectilíneo.
Para Walter Pérez en su publicación CINEMÁTICA III / MOVIMIENTO
CIRCUNFERENCIAL (http://es.calameo.com/books/0019465279f4526abcdce) los
elementos que conforman el movimiento circular son:
1. Desplazamiento lineal. - Es la longitud de arco de la circunferencia que recorre
el móvil entre dos puntos considerando la trayectoria.
2. Desplazamiento angular. - Es el ángulo central correspondiente al arco
descrito por el cuerpo.
286
3. Velocidad lineal y tangencial. - Es el desplazamiento angular que
experimenta el móvil por cada unidad de tiempo.
4. Velocidad angular. - Se define como el desplazamiento anular que
experimenta el móvil por cada unidad de tiempo.
5. Periodo. - Es el intervalo de tiempo constante que demora un cuerpo en
recorrer una la misma trayectoria.
6. Frecuencia. - Se define como la inversa del periodo.
a) Movimiento circular uniforme
Este movimiento tiene lugar cuando un cuerpo, cuya trayectoria es una
circunferencia, recorre arcos de circunferencia iguales en tiempos iguales.
Se caracteriza por tener:
Velocidad angular constante
El movimiento cuenta con una aceleración normal.
Tanto la aceleración angular como la aceleración tangencial son nulas.
La rapidez en el movimiento es constante
Recorre arcos iguales en tiempo iguales.
Las fórmulas que rigen el movimiento circular uniforme son:
Periodo y frecuencia
𝑇 =𝑡
𝑛 𝑓 =
𝑛
𝑡
Velocidad lineal o tangencial
𝑉𝑇 =2𝜋𝑅
𝑇= 2𝜋𝑅𝑓
287
Velocidad angular
𝑤 =2𝜋
𝑇= 2𝜋𝑓
Relación entre la velocidad tangencial y velocidad angular:
𝑉𝑇 = 𝑤𝑅
Aceleración centrípeta:
𝑎𝑐 =𝑉𝑇
2
𝑅= 𝑤2𝑅
b) Movimiento circular uniformemente variado
Se presenta cuando un cuerpo describe una trayectoria circular aumentando o
disminuyendo la velocidad en cada unidad de tiempo, permaneciendo su velocidad
angular constante.
Las fórmulas que rigen el movimiento circular uniforme son las mismas utilizadas
en el M.R.U.V. pero en términos angulares.
𝛼 =𝑤𝑡 − 𝑤𝑜
𝑡
𝜃 =1
2𝑎𝑡2 + 𝑤𝑜𝑡
𝑤𝑓2 = 𝑤2 + 2𝛼𝜃
𝜃 = (𝑤𝑜 + 𝑤𝑓
2) 𝑡
288
8. DINÁMICA
8.1. Definición
La dinámica es la parte de la mecánica que analiza las relaciones entre las
fuerzas y los diferentes tipos de movimiento que éstas producen.
8.2. Leyes de movimiento
Galileo Galilei que gracias a su método experimental demostró que realmente
los cuerpos tienden a permanecer en movimiento y no en reposo, además
contribuyó con el primer bosquejo incompleto del principio de inercia y la
elaboración de los principios de movimiento.
Pero el principal aportador fue el matemático Isaac Newton, enunciando las tres
leyes naturales en que se fundamentan las leyes de movimiento que se conocen
como: el principio de inercia, el principio fundamental de la fuerza y el principio de
acción y reacción.
8.2.1. Dinámica de movimientos
8.2.1.1. Las fuerzas y el movimiento
Según Vallejo - Zambrano (Física vectorial 1. 2015. Pág. 177)
La dinámica tiene por objeto estudiar el movimiento de un cuerpo,
relacionándolo con las causas que lo generan. Estas causas son el resultado
directo de la interacción del cuerpo analizado con otros que lo rodean, y son
bien definidas por un concepto matemático denominado fuerza, que tiene
características vectoriales.
Los efectos que produce la aplicación de una fuerza sobre un cuerpo,
generalmente son deformaciones y, o, movimiento. El movimiento puede ser de
traslación o de rotación, o ambos a la vez. Si consideramos al cuerpo como una
partícula (punto material), el único movimiento es el de traslación.
Toda causa capaz de producir una aceleración o deformación en un cuerpo se
llama fuerza.
Para que se produzca este fenómeno es necesario que haya contacto entre el
sujeto que realiza y el objeto que las recibe.
289
Cuando no existen fuerzas o la suma de todas sus fuerzas es cero, un cuerpo
se encuentra en reposo con movimiento rectilíneo uniforme, el cual puede llegar al
cambiar a curvilíneo en el instante que se aplique una fuerza al cuerpo.
Además, las fuerzas pueden ocasionar deformaciones en ciertos materiales,
como por ejemplo al aplicar una fuerza cualquiera aun resorte, este se llega a
deformar aumentado su longitud.
Las unidades usadas para medir las fuerzas son la dina en el Sistema C.G.S.
(Centímetro, Gramo, Segundo), el newton en el S.I. (Sistema Internacional), que es
el más usado, y el kilopondio en el U.T.M. (Unidad Técnica de Masa o Sistema
Terrestre)
8.2.2. Primera ley de Newton
8.2.2.1. El principio de inercia
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 57)
Principio de Inercia: Toda partícula libre se encuentra en reposo o en movimiento
rectilíneo uniforme.
Es decir, si un cuerpo se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme, ello no
quiere decir que sobre él no actúa ninguna fuerza, sino que la resultante de todas
ellas es cero.
8.2.3. Segunda ley de Newton
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 58)
Principio de la fuerza: La fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual al producto
de la masa del cuerpo por aceleración producida por la fuerza. O sea:
𝐹 = 𝑚. 𝑎
Esta ley afirma que cuando diversas fuerzas constantes son aplicadas a un
mismo cuerpo, le comunican aceleraciones que son proporcionales a las fuerzas y
de su misma dirección y sentido, lo que se resume a través de la ecuación F = m. a,
siendo F la resultante de las fuerzas aplicadas, m la masa y a la aceleración.
290
8.2.4. Tercera ley de Newton
Según Alonzo / Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 71)
Principio de acción y reacción: Siempre que un cuerpo A ejerce sobre otro B una
fuerza, el cuerpo B ejerce sobre A otra fuerza de igual intensidad, pero en dirección
contraria.
A esta ley se la conoce como principio de acción y reacción, debido a que
consiste en que cada acción hay una reacción igual, pero en sentido contrario.
9. ESTÁTICA
9.1. Definición
Parte de la mecánica que trata de la acción de fuerzas de los cuerpos en
equilibrio y a la que corresponde la identificación, evaluación, localización y
orientación de fuerzas. Consiste en la aplicación de las leyes de la dinámica.
Consiste en establecer las condiciones en que la resultante de las fuerzas que
actúan sobre una partícula sea nula para que exista reposo o movimiento uniforme.
9.2. Sistema de fuerzas
Es el conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo
9.3. Resultante de un sistema de fuerzas
Es aquella que se obtiene al sustituir todas las fuerzas que actúan sobre un
cuerpo por una sola fuerza que tenga el mismo efecto que las anteriores.
9.4. Equilibrio
Es el estado de un cuerpo cuando en él actúan fuerzas iguales y de sentido
contrario que se destruyen mutuamente.
Se aplica tanto para cuerpos en reposo respecto de un sistema de referencia o
para cuerpos cuyo centro de masa se mueve con velocidad constante
9.5. Equilibrio estático
Un cuerpo se encuentra en equilibrio estático cuando todas las fuerzas que se
aplican sobre él no alteran su estado en reposo y la resultante de las mismas.
291
9.6. Equilibrio dinámico
Cuando la resultante de todas las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo son
nulas.
9.7. Centro de gravedad de un cuerpo
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante
de todas las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales
que constituyen un cuerpo, manteniéndolo en equilibrio.
10. TRABAJO
10.1. Definición
Es el producto de una fuerza por la distancia que recorre su punto de aplicación:
𝑊 = 𝐹. 𝑑
Esta magnitud depende solamente de la fuerza aplicada y la distancia que el
cuerpo se desplaza, ya que en su determinación no intervienen ni la masa, ni el
tiempo.
La unidad fundamental de trabajo en el S.I. es el julio (J), que se define como el
trabajo realizado por la fuerza de un newton en el espacio de un metro y en la
misma dirección de la fuerza.
11. POTENCIA
11.1. Definición
Es la cantidad de trabajo realizado en un tiempo determinado. Por regla general
la unidad de tiempo utilizada es el segundo y se denomina potencia al trabajo que
la fuerza produce por segundo. La potencia viene dada por la fórmula:
𝑃 =𝑊
𝑡
Donde W es el trabajo y t el tiempo.
Las unidades fundamentales de potencia en los tres sistemas más utilizados son
el vatio (W) en el S.I., el ergio/segundo en el cegesimal y el kilográmetro/segundo
en el terrestre.
292
12. ENERGÍA
12.1. Definición
La energía es toda causa capaz de producir trabajo, o también causa por la cual
la materia se transforma.
Se puede manifestar en forma de calor, luz, electricidad, magnetismo, radiación,
etc.
Cuando en un cuerpo se realiza un trabajo, aumenta la energía de éste o del
sistema.
12.2. Energía cinética
Según Carel W. van de Merwe (Física General. Pág. 50)
La energía cinética de un cuerpo es la capacidad que posee de realizar un
trabajo debido a su movimiento. La energía cinética de un cuerpo de masa m que
se desplaza a velocidad v es:
𝐸𝑐 =1
2𝑚𝑣2
Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo genera un movimiento, lo que implica
que se ha generado una aceleración. Si el cuerpo se desplaza, habrá un trabajo
haciendo que la energía del cuerpo aumente, A esta energía asociada con el
movimiento se la conoce como energía cinética.
12.3. Energía potencial
La energía potencial de un cuerpo es la capacidad que posee de realizar un
trabajo por efecto del estado o posición en que se encuentra a causa de las fuerzas
que actúan sobre el mismo.
12.4. Energía potencial gravitacional
La energía potencial gravitacional de un cuerpo es un campo gravitatorio
uniforme donde la aceleración de la gravedad es g, es decir, a un cuerpo que está
sometido a la fuerza gravitacional, puede expresarse por 𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ, en donde h
es la altura.
293
12.5. Conservación de energía
Es una ley universal que rige las ciencias físicas, según la cual la energía no se
crea ni se destruye, sino que solo se transforma.
En estas transformaciones, la energía total permanece constante, antes y
después de cada transformación.
Se puede concluir que en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún
trabajo externo, la suma de las energía cinética y potencial que es igual a la energía
total de un cuerpo o sistema, permanece constante.
13. TEMPERATURA
13.1. Definición
Según Beatriz Alvarenga y Antonio Máximo (Física General con experimentos
sencillos pág. 355).
Mediante el sentido del tacto podemos percibir cuál de dos cuerpos es el más
caliente y cuál es el más frio, es decir, sabremos conocer cuál tiene temperatura
más elevada. En otras palabras, la temperatura de un cuerpo es una propiedad que
se relaciona con el hecho de que un cuerpo esté ‘‘más caliente’’ o ‘‘más frio’’.
14. CALOR
14.1. Definición
Es la energía térmica que un cuerpo absorbe o emite. Esta energía dilata los
cuerpos, llega a fundir los sólidos, evapora los líquidos y se comunica de unos a
otros nivelando su temperatura.
Según Alonzo/Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 210)
Se llama calor a la energía que pasa de un cuerpo a otro debido a una diferencia
de temperatura entre los mismos.
15. DILATACIÓN
15.1. Dilatación de sólidos
La dilatación se da cuando las dimensiones de los cuerpos aumentan cuando
se eleva su temperatura. Salvo algunas excepciones, todos los cuerpos,
294
independientemente de que sean sólidos, líquidos o gaseosos, se dilatan cuando
aumentan su temperatura.
Dilatación lineal
Al aplicar calor sobre una pieza metálica se producirá un aumento en la longitud
de ésta debido al fenómeno conocido como dilatación lineal. Al cesar la aplicación
del calor, el cuerpo tiende a recuperar sus dimensiones primitivas, teniendo lugar
un acortamiento.
Según Alonzo/Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 198).
Se llama coeficiente de dilatación lineal al aumento de longitud que experimenta
la unidad de longitud de un cuerpo al aumentar su temperatura un grado. El
coeficiente de dilatación lineal, que se designa por 𝑘, resulta ser:
𝑘 =𝑙 − 𝑙𝑜𝑙𝑜𝑡
Por su parte, la longitud de la pieza a una determinada temperatura se obtiene
por la expresión:
𝑙 = 𝑙𝑜(1 + 𝑘𝑡)
Dilatación superficial
En el estudio de la dilatación superficial, o sea, el aumento del área de un objeto
producido por una variación de temperatura, se observan las mismas leyes de la
dilatación lineal. Al considerar una placa de área 𝐴𝑜 y elevar su temperatura en ∆𝑡,
el área se vuelve 𝐴 al sufrir una dilatación superficial ∆𝐴 = 𝐴 − 𝐴𝑜.
Según Alonzo/Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 199)
Se llama coeficiente de dilatación superficial al aumento que experimenta la
unidad de área al aumentar su temperatura un grado. Designándola por 𝑘, resulta:
𝑘𝑠 =𝐴 − 𝐴𝑜
𝐴𝑜𝑡
∴
𝐴𝑆 = 𝐴𝑜(1 + 𝑘𝑠𝑡)
295
Si la temperatura varía de 𝑡1 °𝐶 deberá reemplazarse en la fórmula 𝑡 por 𝑡2 − 𝑡1.
Puede demostrarse que en primera aproximación el coeficiente de dilatación
lineal. O sea:
𝑘𝑠 = 2𝑘
de modo que puede escribirse:
𝐴 = 𝐴𝑂(1 + 2𝑘𝑡)
Dilatación cúbica
Al calentar un cuerpo sólido se produce un aumento en su volumen, es decir,
una dilatación que en este caso se denomina dilatación cúbica.
Según Alonzo/Acosta (Física. Mecánica y calor. Pág. 200)
Se llama coeficiente de dilatación cúbica al aumento que experimenta la unidad
de volumen al aumentar su temperatura un grado. Designándola por 𝑘, se tiene
que:
𝑘𝑐 =𝑉 − 𝑉𝑜𝑉𝑜𝑡
∴
𝑉 = 𝑉𝑜(1 + 𝑘𝑐𝑡)
Si la temperatura varía de 𝑡1 a 𝑡2 deberá reemplazarse en la fórmula 𝑡 por 𝑡2 − 𝑡1.
Se demuestra fácilmente que en primera aproximación el coeficiente de
dilatación cúbica es el triplo del coeficiente de dilatación lineal. O sea:
𝑘𝑐 = 3𝑘
de modo que puede escribirse:
𝑉 = 𝑉𝑂(1 + 3𝑘𝑡)
15.2. Dilatación de los líquidos
Según Beatriz Alvarenga y Antonio Máximo (Física General con experimentos
sencillos pág. 368).
296
Los líquidos se dilatan obedeciendo las mismas leyes que se cumplen para los
sólidos. Únicamente se debe recordar que como los líquidos no tienen forma propia,
sino que toman la forma del recipiente que los contiene, es estudio de sus
dilataciones lineal y superficial no es importante. Lo que interesa, en general, es el
conocimiento de su dilatación volumétrica. Por ello, en el caso de los líquidos
únicamente se tabulan sus coeficientes de dilatación volumétrica.
16. TERMODINÁMICA
16.1. Definición
Según Virgilio Beltrán y Eliezer Braun (Principios de física pág. 128).
La termodinámica es aquella parte de la física que estudia los fenómenos
naturales en los cuales la temperatura juega un papel importante. Estos fenómenos
van usualmente aunados a cambios de energía
16.2. Principio cero de la termodinámica
El principio cero de la termodinámica dice que:
Si dos cuerpos A Y B están en equilibrio térmico con un tercer sistema C,
entonces A y b están en equilibrio térmico entre sí.
16.3. Primera ley de la termodinámica
Para esta ley existe una función de estado 𝑈, llamada energía interna, para la
cual se verifica que:
∆𝑈 = ∆𝑄 − ∆𝑊
En la evolución de un sistema de un estado inicial 1 a un estado final 2. A 𝑈 se
le designa como función de estado debido a que su valor depende exclusivamente
de los estados inicial y final del sistema, no del camino recorrido. Por lo tanto, según
el primer principio de la termodinámica, el aumento de la energía interna de un
sistema es igual al calor absorbido por el mismo, menos el trabajo el trabajo
realizado por el sistema.
16.4. Segunda ley de la termodinámica
Según Vallejo – Ayala (física vectorial básica 3. Pág. 31)
297
La primera ley de la Termodinámica establece que la energía solamente se
transforma; la segunda ley complementa a la primera prediciendo el sentido de
estas transformaciones, así el calor siempre fluye espontáneamente de un cuerpo
caliente hacia otro frío.
17. CORRIENTE ELÉCTRICA
17.1. Definición
Es el desplazamiento de electrones a través de un cuerpo conductor. Cuando
un conductor se conecta por sus extremos a los bornes de un generador, los
electrones libres se desplazan en un determinado sentido debido a la creación de
un campo eléctrico de todos los puntos del conductor. Se dice entonces que se ha
establecido una corriente eléctrica.
La cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección unitaria se denomina
intensidad de la corriente (𝐼), magnitud cuya unidad en el S.I. es el amperio (𝐴).
𝐼 =𝑄
𝑡
𝐼 =𝐶
𝑠= 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜 (𝐴)
17.2. Resistencia Eléctrica. Ley de Ohm
Según Vallejo – Ayala (física vectorial básica 3. Pág. 133)
Para que carga eléctrica fluya en un conductor debe vencer cierta oposición
conocida como resistencia eléctrica (R). La intensidad de corriente que circula por
un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) entre sus
extremos e inversamente proporcional a la resistencia (R). Este enunciado
corresponde a la ley de Ohm cuya expresión matemática es:
𝐼 =𝑉
𝑅
298
17.3. Circuito eléctrico
Según Vallejo – Ayala (física vectorial básica 3. Pág. 135)
Un circuito es un conjunto de elementos eléctricos unidos mediante
conductores; un circuito al menos debe costar de: fuente, resistencia y conductores,
formando un sistema cerrado.
Según Vallejo – Ayala (física vectorial básica 3. Pág. 136)
Las resistencias se pueden asociar eléctricamente de dos maneras: en serie y
en paralelo cuando se encuentran una a continuación de otra y en paralelo cuando
se encuentran en diferentes ramales en los que se ha dividido el circuito.
Cundo las resistencias se conectan en serie por cada una circula la misma
intensidad (𝐼) y la diferencia de potencial entre A y B, se divide:
𝑉𝐴𝐵 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
Aplicando la ley de Ohm:
𝐼. 𝑅𝑒𝑞 = 𝐼. 𝑅1 + 𝐼. 𝑅2 + 𝐼. 𝑅3
Simplificando:
𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3
Al conectar las resistencia en paralelo la diferencia de potencial (𝑉𝐴𝐵) de cada
ramal es la misma y la corriente se distribuye entre los ramales.
299
𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3
Aplicando la ley de Ohm:
𝑉𝐴𝐵
𝑅𝑒𝑞=
𝑉𝐴𝐵
𝑅1+
𝑉𝐴𝐵
𝑅2+
𝑉𝐴𝐵
𝑅3
Simplificando:
1
𝑅𝑒𝑞=
1
𝑅1+
1
𝑅2+
1
𝑅3
18. MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
18.1. Definición
Clase especial de movimiento periódico o de vaivén, el cuerpo oscila a un lado
y a otro de su posición de equilibrio en una dirección determinada en intervalos de
tiempo.
18.2. Ecuaciones del Movimiento Armónico Simple
Ecuación de la posición
Según el libo del ministerio de educación del segundo año del Bachillerato
General Unificado:
Al considerar la siguiente figura, si nos fijamos en que, en la masa unida al
muelle, su movimiento se repite periódicamente. Es decir, cada cierto tiempo la
masa vuelve a pasar por el mismo punto, con la misma velocidad y la misma
aceleración.
300
Podemos, por tanto, describir su movimiento utilizando una función matemática
armónica o periódica. En general, la ecuación de la posición o del movimiento de
cualquier cuerpo que describe un MAS es la siguiente:
𝑥 = 𝐴. 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 𝜑)
Los distintos parámetros que aparecen en ella, son los siguientes:
Elongación
Es la ubicación que se encuentra la partícula en un instante de tiempo
determinado, respecto a la posición de equilibrio.
Amplitud
Según Vallejo – Zambrano (Física vectorial 2. Pág. 138)
Es la distancia máxima que existe entre la posición de equilibrio y la posición de
la partícula en su vibración (𝐴 = 𝑥𝑚á𝑥). En esta posición la fuerza neta que actúa
sobre la partícula es máxima.
Oscilación
Es el recorrido de la partícula hasta que el estado de movimiento se repita
exactamente en desplazamiento velocidad y aceleración
Periodo
Es el tiempo que un cuerpo tarda en volver a pasar por la misma posición o en
dar una oscilación completa.
𝑇 =2𝜋
𝑤
Donde w es la frecuencia angular
301
Frecuencia
Es el número de oscilaciones realizadas en una unidad de tiempo.
𝑓 =1
𝑇
Ecuación de la velocidad y aceleración
Las ecuaciones que determinan los valores de la velocidad y aceleración
lineales en función de la amplitud, la frecuencia angular y la medida de los ángulos
son:
𝑣 =𝑑𝑥
𝑑𝑡= 𝑣 = 𝐴.𝑤. cos(𝑤𝑡 + 𝜑)
𝑎 =𝑑𝑣
𝑑𝑡= 𝑎 = −𝐴.𝑤2. 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 𝜑)
18.3. Ley de Hooke
Según Agustina Sanger en su documento Las fuerzas y su medición: ley de Hooke.
La Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los
resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es
proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se
sobrepase el límite de elasticidad. Robert Hooke (1635-1703), estudió, entre otras
cosas, el resorte. Su ley permite asociar una constante a cada resorte. En 1678
publica la ley conocida como Ley de Hooke: “La Fuerza que devuelve un resorte a
su posición de equilibrio es proporcional al valor de la distancia que se desplaza de
esa posición”
𝐹 = 𝑘𝑥
Dónde:
F = fuerza aplicada al resorte
k = Constante de proporcionalidad
x = Variación de la longitud del resorte
302
HIPÓTESIS
La implementación de trabajos prácticos de laboratorio como estrategia
didáctica, incide significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de la
física en los estudiantes del segundo año de Bachillerato General unificado de la
Unidad Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’ de la provincia de Loja,
cantón Saraguro, periodo 2016 – 2017.
VARIABLE INDEPENDIENTE
Trabajos prácticos de laboratorio como estrategia didáctica
Los trabajos prácticos son actividades que permiten la vinculación de la teoría
con la práctica, además que los estudiantes adquieran habilidades mediante la
experimentación empleando los medios de enseñanza necesarios, garantizando el
trabajo individual en la ejecución de la práctica.
INDICADORES
Trabajos prácticos
Laboratorio de física
Vinculación teoría – práctica
VARIABLE DEPENDIENTE
Proceso enseñanza aprendizaje de la física
El proceso enseñanza aprendizaje es aquel que tiene como objetivo desarrollar
integralmente al estudiante en el aspecto de la formación de su actividad
cognoscitiva, del desarrollo del pensamiento y de sus conocimientos y habilidades,
así como en el aspecto de su personalidad.
INDICADORES
Temáticas del segundo año de Bachillerato General Unificado
- El movimiento
- Fuerzas de la naturaleza
- Trabajo y energía
- Termodinámica
- Corriente eléctrica
- Movimiento armónico simple
303
MATRIZ DE OPERATIVIDAD
PROBLEMA OBJETIVO GENERAL HIPÓTESIS VARIABLES INDICADORES INTRUMENTOS
¿Cómo la implementación
de los trabajos prácticos
de laboratorio como
estrategia didáctica,
influye en el proceso
enseñanza aprendizaje de
la física en los estudiantes
del segundo año de
Bachillerato General
Unificado de la Unidad
Educativa Fiscomisional
‘‘Fray Cristóbal
Zambrano’’ de la provincia
de Loja, cantón Saraguro,
periodo 2016 – 2017’’
Contribuir al mejoramiento
del proceso enseñanza –
aprendizaje de la física
mediante la
implementación de
trabajos prácticos de
laboratorio de física en los
estudiantes del segundo
año de Bachillerato
General Unificado de la
Unidad Educativa
Fiscomisional ‘‘Fray
Cristóbal Zambrano’’ de la
provincia de Loja, cantón
Saraguro, periodo 2016 –
2017.
La implementación de
trabajos prácticos de
laboratorio de física como
estrategia didáctica, incide
significativamente en el
proceso enseñanza -
aprendizaje de la física en
los estudiantes de
segundo año del
Bachillerato General
unificado de la Unidad
Educativa Fiscomisional
‘‘Fray Cristóbal
Zambrano’’ de la provincia
de Loja, cantón Saraguro,
periodo 2016 – 2017.
Variable 1
Trabajos
prácticos de
laboratorio de
como estrategia
didáctica
Trabajos prácticos
Laboratorio de física
Vinculación teoría –
práctica
Encuesta
Observación
Variable 2
Proceso
enseñanza
aprendizaje de la
física
Temáticas del
segundo año de
Bachillerato General
Unificado
El movimiento
Fuerzas de la
naturaleza
Trabajo y energía
Termodinámica
Corriente eléctrica
Movimiento
armónico simple
Encuesta
Observación
304
f. METODOLOGÍA
TIPO DE INVESTIGACIÓN
La presente investigación es de carácter descriptiva – explicativa la cual ayudará
a describir la realidad del problema, sus causas y consecuencias y plantear así una
posible solución.
MÉTODOS Y TÉCNICAS
En el desarrollo de la investigación, se emplearán los métodos y técnicas que a
continuación se mencionan:
1. MÉTODOS
1.1. Método científico
Indicará el proceso lógico, sistemático y ordenado de la investigación al
momento de formular el problema, los objetivos, el marco teórico, hipótesis,
metodología y comprobación de hipótesis planteada acerca de la implementación
de trabajos prácticos de laboratorio como estratega didáctica.
1.2. Método deductivo
Se empleará para explicar casos particulares a partir de hechos generales,
permitiendo inferir nuevos conocimientos; en la implementación de trabajos
prácticos de laboratorio de física.
1.3. Método inductivo
Permitirá obtener conclusiones generales a partir de premisas particulares;
vinculando la teoría con la práctica, mediante el diseño y ejecución de prácticas de
laboratorio.
1.4. Método experimental
Este método, a través del diseño y ejecución de las prácticas de laboratorio, se
lo utilizará para incidir significativamente en el proceso enseñanza - aprendizaje de
la física.
1.5. Método hipotético-deductivo
Ayudará a plantear las hipótesis del problema, para luego ser verificadas, y
305
establecer las conclusiones correspondientes.
1.6. Método analítico – sintético
Se empleará para analizar la relación entre las causas que originaron el
problema y las consecuencias que provoca el mismo.
2. TÉCNICAS
2.1. Técnica de la encuesta
Se aplicará la encuesta a los docentes y estudiantes del segundo año de
Bachillerato General Unificado, el instrumento será un cuestionario con preguntas
objetivas, de alternativas específicas y de fácil comprensión para el encuestado, las
mismas serán procesadas de forma correcta para obtener los mejores resultados.
2.2. Técnica de la observación
La aplicación de esta técnica permitirá observar atentamente el fenómeno de
estudio, tomar información necesaria y registrarla para nuestro posterior análisis.
2.3. Técnica bibliográfica
La misma que servirá de guía y camino para fundamentar las variables de
estudio, valiéndonos de fuentes tanto primarias como secundarias.
POBLACIÓN Y MUESTRA
POBLACIÓN
La población considerada para el desarrollo de la investigación en el Unidad
Educativa Fiscomisional ‘‘Fray Cristóbal Zambrano’’, está constituida por los
estudiantes del segundo año de Bachillerato General Unificado, periodo académico
2016 - 2017, además de un docente de física del mismo año académico.
306
g. CRONOGRAMA
ACCIONES Y
ACTIVIDADES
2016 2017
Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Presentación y
aprobación de
proyecto
x x x x
Aplicación de los
instrumentos para
recolectar la
información
x x x x x
Análisis e
interpretación de
la información
x x x x x
Elaboración del
informe preliminar x x x x x x
Incorporación de
sugerencias del
documento de
Tesis
x x x x x
Presentación del
informe final x x x x x
Estudio y
calificación de
tesis.
x x x x x
Defensa y
sustentación
pública.
x x x x x
307
h. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO
PRESUPUESTO
N° Descripción Costo
1 Elaboración del proyecto 80
2 Materiales de oficina 50
3 Búsqueda de internet 120
4 Movilización 60
5 Bibliografía 60
6 Elaboración de la propuesta alternativa 100
7 Impresión de borradores de la tesis 30
8 Empastado de la tesis 40
9 Imprevistos 50
Total 590
FINANCIAMIENTO
Los gastos que demanda la investigación serán cubiertos por el investigador.
308
i. BIBLIOGRAFÍA
1. A. Arévalo R. / Manuel Cadme. (1997). Didáctica de la física y la matemática.
Loja: Universidad Técnica Particular de Loja.
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6. Caamaño, A. (2003). Los trabajos prácticos en ciencias experimentales.
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del profesorado. (2011). Profesionalización docente: conocimiento profesional
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Unificado. Editorial don Bosco.
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General Unificado. Área de las ciencias experimentales.
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309
de enseñanza media N°2221 ''Malvinas Argentinas''.
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1. http://educacion.gob.ec/bachillerato-general-unificado/
2. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/
3. http://www.walter-fendt.de/ph14s/acceleration_s.htm
4. http://www.fisicanet.com.ar/fisica/index.php
310
ANEXO 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA COMUNICACIÓN
CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS
ENCUESTA DOCENTE
Con el propósito de conseguir información para el desarrollo de la presente
investigación, solicitamos a usted muy comedidamente se digne contestar la
siguiente encuesta:
1. ¿Con qué frecuencia vincula la teoría con la práctica para fortalecer los
conocimientos teóricos impartidos en clase de física?
Cada semana ( )
Cada quince días ( )
Cada mes ( )
Nunca ( )
2. ¿Cómo vincula la teoría con la práctica en el proceso enseñanza -
aprendizaje de la física?
Mediante la resolución de problemas ( )
Mediante la ejecución de prácticas de laboratorio ( )
3. ¿Cuáles son las causas para que se realicen prácticas de laboratorio de
física en forma esporádica?
No contar con un laboratorio ( )
Falta de equipos en el laboratorio ( )
Falta de guías didácticas ( )
Falta de tiempo ( )
Falta de planificación ( )
Falta de recursos económicos ( )
Falta de capacitación del docente ( )
4. ¿Con qué tipo de prácticas motiva a los estudiantes al estudio de la física?
Prácticas demostrativas ( )
Prácticas experimentales ( )
Ninguna ( )
5. ¿Usted elabora equipos e instrumentos como recursos didácticos para la
realización de prácticas de laboratorio en la asignatura de la física?
Si ( )
311
No ( )
¿Por qué?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
6. Considera usted que la realización de trabajos prácticos fortalece el
aprendizaje de los estudiantes en la asignatura de física.
Si ( )
No ( )
¿De qué manera?
…………………………………………………………………………………………
……….………………………………………………………………………………..
7. ¿Por qué considera que es importante la realización de trabajos prácticos
en el estudio de la física?
Permiten la vinculación teoría – práctica ( )
Mejora el proceso enseñanza aprendizaje ( )
Consolida los conocimientos en los estudiantes ( )
8. ¿Ha asistido a encuentros académicos sobre elaboración de equipos de
laboratorio de bajo costo en la enseñanza de la física?
Si ( )
No ( )
¿Cuáles?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
GRACIAS POR SU COLABORACIÓN
312
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE LA EDUCACIÓN, EL ARTE Y LA COMUNICACIÓN
CARRERA DE FÍSICO MATEMÁTICAS
ENCUESTA ESTUDIANTES
Con el propósito de conseguir información para el desarrollo de la presente
investigación, solicitamos a usted muy comedidamente se digne contestar la
siguiente encuesta:
1. ¿Cómo vincula su docente la teoría con la práctica en el proceso
enseñanza-aprendizaje de la física?
Mediante la resolución de problemas ( )
Mediante la ejecución de prácticas de laboratorio ( )
Otros ( )
¿Cuáles?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
2. ¿Con qué frecuencia su docente vincula la teoría con la práctica para
fortalecer los conocimientos teóricos impartidos en la clase de física?
Cada semana ( )
Cada quince días ( )
Cada mes ( )
Nunca ( )
3. ¿A su criterio, cuáles son las causas para que se realicen escazas
prácticas de laboratorio de física?
No contar con un laboratorio ( )
Falta de equipos en el laboratorio ( )
Falta de guías didácticas ( )
Falta de tiempo ( )
Falta de planificación ( )
Falta de recursos económicos ( )
Falta de capacitación del docente ( )
4. ¿Qué tipo de prácticas realiza con su docente en el estudio de la física?
Prácticas demostrativas ( )
Prácticas experimentales ( )
Ninguna ( )
313
5. ¿Al no contar con un laboratorio de física en su institución su docente
utiliza equipos e instrumentos del medio como recursos didácticos para
la realización de prácticas de laboratorio en la asignatura de la física?
Si ( )
No ( )
¿Cuáles?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
6. Considera usted que la realización de trabajos prácticos fortalece el
estudio de los contenidos de física
Si ( )
No ( )
¿Por qué?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
7. ¿Por qué considera que es importante la realización de trabajos prácticos
en la asignatura de física?
Permiten la vinculación teoría – práctica ( )
Mejora el proceso enseñanza aprendizaje ( )
Fortalece sus conocimientos ( )
8. ¿Sabe usted si su docente ha asistido a encuentros académicos sobre la
elaboración de equipos de laboratorio de bajo costo en la enseñanza de
la física?
Si ( )
No ( )
GRACIAS POR SU COLABORACIÓN
314
INDICE DE CONTENIDOS
PORTADA……………………………………………………………………………… i
CERTIFICACIÓN……………………………………………………………..….…… ii
AUTORÍA...…………………………………………………………………………..... iii
CARTA DE AUTORIZACIÓN………………………………………………..…….... iv
AGRADECIMIENTO………………………………………………………………….. v
DEDICATORIA………………………………………………………………………... vi
MATRIZ DE ÁMBITO GEOGRÁFICO…………………………………………..….. vii
MAPA GEOGRÁFICO Y CROQUIS………………………..…………………….… viii
ESQUEMA DE TESIS………………………………...………………………….…… ix
a. TÍTULO……………………………………………………………………………. 1
b. RESUMEN (CASTELLANO E INGLES) SUMMARY ……….…………..…… 2
c. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………. 4
d. REVISIÓN DE LITERATURA…………………………………………………… 6
Educación……………………………………………………….………………… 6
El laboratorio de física……………………………………………...……………. 9
Trabajos prácticos……………………………………….……………………….. 18
Enseñanza de la física………………………………………..…………………. 26
Proceso enseñanza - aprendizaje de la física……………………………….... 32
Estrategias metodológicas para el aprendizaje de la física……………...….. 36
Contenidos de la asignatura de física de segundo de BGU………………… 39
Manual…………………………………………………………………………….. 73
e. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………….……. 77
f. RESULTADOS……………………………………………………………………. 80
315
g. DISCUSIÓN………………………………………………………………………..101
h. CONCLUSIONES…………………………………………………………………106
i. RECOMENDACIONES………………………………………………….………. 107
LINEAMIENTOS ALTERNATIVOS…….……………………...………….. 108
j. BIBLIOGRAFÍA……………………………………….…………………………...254
k. ANEXOS…...………………………………………………………………………257
a. TEMA……………………………………………………………………………258
b. PROBLEMÁTICA……………………………………………………………...259
c. JUSTIFICACIÓN…………………………………………….…………………262
d. OBJETIVOS………………………………………………….…………………263
e. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………….264
f. METODOLOGÍA……………………………………………………………….304
g. CRONOGRAMA……………………………………………………………….306
h. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO………………………….………….307
i. BIBLIOGRAFÍA………………………………..………………….……………308
ÍNDICE……………………………………………….……………….……………314
